JP7510476B2 - Die Casting Machine - Google Patents
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Description
本発明は、金型内の空洞に液状金属を充填しダイカスト品を製造するダイカストマシンに関する。 The present invention relates to a die casting machine that fills a cavity in a mold with liquid metal to produce die cast products.
ダイカストマシンは、型締装置を用いて型締めされた金型内の空洞に、射出装置を用いて液状金属(溶湯)を充填することで、ダイカスト品を製造する。射出装置は、例えば、アクチュエータとして、射出シリンダを含む。射出シリンダは、例えば、スリーブの中を摺動するプランジャに連結可能なロッドと、ロッドに固定される射出ピストンと、内部に射出ピストンを摺動可能に収容するシリンダチューブと、を含む。シリンダチューブは、ロッドが配置されるロッド側室と、射出ピストンを間に挟んでロッド側室の反対側に位置するヘッド側室と、を内部に有する。 A die-casting machine produces die-cast products by using an injection device to fill a cavity in a mold that is clamped using a mold clamping device with liquid metal (molten metal). The injection device includes, for example, an injection cylinder as an actuator. The injection cylinder includes, for example, a rod that can be connected to a plunger that slides inside a sleeve, an injection piston fixed to the rod, and a cylinder tube that slidably houses the injection piston inside. The cylinder tube has inside it a rod side chamber in which the rod is disposed, and a head side chamber that is located on the opposite side of the rod side chamber with the injection piston in between.
ヘッド側室に作動油が供給されることによって、射出ピストンがロッド側へ移動する。射出ピストンの移動に伴い、プランジャがスリーブの中を金型の方向に前進し、溶湯が金型内の空洞に充填される。 When hydraulic oil is supplied to the head side chamber, the injection piston moves toward the rod side. As the injection piston moves, the plunger advances through the sleeve toward the mold, and the molten metal fills the cavity in the mold.
プランジャの射出速度の制御は、例えば、ロッド側室から排出される作動油の流量を制御することで行われる。例えば、ロッド側室から排出される作動油の流路にサーボバルブを設け、サーボバルブによってロッド側室から排出される作動油の流量を制御する。 The plunger injection speed is controlled, for example, by controlling the flow rate of hydraulic oil discharged from the rod side chamber. For example, a servo valve is provided in the flow path of the hydraulic oil discharged from the rod side chamber, and the servo valve controls the flow rate of the hydraulic oil discharged from the rod side chamber.
ダイカスト品に不良が発生することを抑制する観点から、射出速度の制御の精度の向上が望まれる。 In order to prevent defects in die-cast products, it is desirable to improve the accuracy of injection speed control.
本発明が解決しようとする課題は、射出速度の制御の精度を向上できるダイカストマシンを提供することである。 The problem that this invention aims to solve is to provide a die casting machine that can improve the accuracy of injection speed control.
本発明の一態様のダイカストマシンは、金型を型締めする型締装置と、スリーブの中にプランジャを摺動させ、前記金型に液状材料を供給し、前記プランジャの射出速度を制御するサーボバルブを含み、前記サーボバルブに対するサーボ指令値と前記射出速度の相関関数は第1の大変化率領域、第2の大変化率領域、及び前記第1の大変化率領域と前記第2の大変化率領域との間に存在し前記第1の大変化率領域の変化率及び前記第2の大変化率領域の変化率よりも変化率の小さい小変化率領域を含む、射出装置と、低速区間、加速区間、及び高速区間を含む前記射出装置の射出条件を入力する入力装置と、前記プランジャの前記射出速度を制御する制御装置であって、前記射出条件と、前記相関関数と、前記第1の大変化率領域から前記小変化率領域へ変化する第1の変化点における第1のサーボ指令値及び第1の射出速度と、前記小変化率領域から前記第2の大変化率領域へ変化する第2の変化点における第2のサーボ指令値及び第2の射出速度と、を記憶する記憶部と、前記加速区間の中で前記第1の射出速度以上前記第2の射出速度以下の部分区間の、前記射出条件の射出加速度と所定の閾値加速度との大小関係を比較する比較部と、前記比較部による比較結果に基づき、前記第1のサーボ指令値の指令時間から前記第2のサーボ指令値の指令時間までの部分区間所要時間を決定し、決定された前記部分区間所要時間に基づき、前記サーボバルブに対するサーボ指令を生成する演算部と、前記サーボ指令を前記サーボバルブに指令する指令部と、を含む制御装置と、を備え、前記比較部による比較結果が、前記射出条件の前記射出加速度が前記閾値加速度より小さい場合には、前記部分区間所要時間を、前記第2の射出速度と前記第1の射出速度の差分を前記加速区間の終期速度と前記加速区間の初期速度の差分で除した値を比例係数とする比例式から算出される第1の値とし、前記比較部による比較結果が、前記射出加速度が前記閾値加速度以上の場合には、前記部分区間所要時間を前記射出装置の特性から設定可能な最短時間である第2の値とする。 A die casting machine according to one aspect of the present invention includes a mold clamping device that clamps a mold, and a servo valve that slides a plunger in a sleeve, supplies liquid material to the mold, and controls an injection speed of the plunger, wherein a correlation function between a servo command value for the servo valve and the injection speed is a first large change rate region, a second large change rate region, and a small change rate region that exists between the first large change rate region and the second large change rate region and is smaller than the change rate of the first large change rate region and the change rate of the second large change rate region. an input device for inputting injection conditions of the injection device including a low speed section, an acceleration section, and a high speed section; and a control device for controlling the injection speed of the plunger, the control device storing the injection conditions, the correlation function, a first servo command value and a first injection speed at a first change point at which the injection speed changes from the first large change rate region to the small change rate region, and a second servo command value and a second injection speed at a second change point at which the injection speed changes from the small change rate region to the second large change rate region; a control device including: a comparison unit that compares the magnitude relationship between the injection acceleration of the injection condition and a predetermined threshold acceleration for a partial section that is equal to or greater than the first injection speed and equal to or less than the second injection speed within the acceleration section; a calculation unit that determines a partial section required time from a command time of the first servo command value to a command time of the second servo command value based on a comparison result by the comparison unit, and generates a servo command for the servo valve based on the determined partial section required time; and a command unit that issues the servo command to the servo valve. When the comparison result by the comparison unit shows that the injection acceleration of the injection condition is smaller than the threshold acceleration, the partial section required time is set to a first value calculated from a proportional equation in which a proportionality coefficient is a value obtained by dividing a difference between the second injection speed and the first injection speed by a difference between a terminal speed of the acceleration section and an initial speed of the acceleration section, and when the comparison result by the comparison unit shows that the injection acceleration is equal to or greater than the threshold acceleration, the partial section required time is set to a second value which is the shortest time that can be set from the characteristics of the injection device .
上記態様のダイカストマシンにおいて、前記部分区間所要時間をT1、前記加速区間の総加速時間をt、前記加速区間の前記初期速度をVo、前記第1の射出速度をV1、前記第2の射出速度をV2、前記加速区間の前記終期速度をV3とした場合に、前記比例式は下記式1であり、前記部分区間所要時間は下記式1で算出される前記第1の値であることが好ましい。
T1=t×(V2-V1)/(V3-V0)・・・(式1)
In the die casting machine of the above aspect, when the partial interval required time is T1, the total acceleration time of the acceleration interval is t, the initial speed of the acceleration interval is Vo, the first injection speed is V1, the second injection speed is V2, and the terminal speed of the acceleration interval is V3, it is preferable that the proportional equation is the following equation 1, and the partial interval required time is the first value calculated by the following equation 1.
T1=t×(V2−V1)/(V3−V0) (Equation 1)
上記態様のダイカストマシンにおいて、前記比較部による比較結果が、前記射出条件の前記射出加速度が前記閾値加速度より小さい場合において、前記第1の値が前記第2の値より小さい場合には、前記部分区間所要時間を、前記第2の値とすることが好ましい。 In the die casting machine of the above aspect, if the comparison result by the comparison unit is that the injection acceleration of the injection condition is smaller than the threshold acceleration, and the first value is smaller than the second value, it is preferable to set the partial interval required time to the second value.
上記態様のダイカストマシンにおいて、前記初期速度は前記第1の射出速度よりも小さく、前記終期速度は前記第2の射出速度よりも大きいことが好ましい。 In the die casting machine of the above aspect, it is preferable that the initial velocity is smaller than the first injection velocity and the final velocity is greater than the second injection velocity.
上記態様のダイカストマシンにおいて、前記部分区間の開始時の前記射出速度は前記第1の射出速度であり、前記部分区間の開始時のサーボ指令値は前記第1のサーボ指令値であることが好ましい。 In the die casting machine of the above aspect, it is preferable that the injection speed at the start of the partial interval is the first injection speed, and the servo command value at the start of the partial interval is the first servo command value.
上記態様のダイカストマシンにおいて、前記第2の値は1ms以下であることが好ましい。 In the die casting machine of the above aspect, it is preferable that the second value is 1 ms or less.
上記態様のダイカストマシンにおいて、前記閾値加速度は、15m/s2以上であることが好ましい。 In the die casting machine of the above aspect, the threshold acceleration is preferably 15 m/s2 or more .
上記態様のダイカストマシンにおいて、前記初期速度は0.4m/sec以下であることが好ましい。 In the die casting machine of the above aspect, it is preferable that the initial speed is 0.4 m/sec or less.
上記態様のダイカストマシンにおいて、前記終期速度は1m/sec以上であることが好ましい。 In the die casting machine of the above aspect, it is preferable that the final speed is 1 m/sec or more.
上記態様のダイカストマシンにおいて、前記演算部は、前記加速区間の開始時のサーボ指令値の指令時間から前記第1のサーボ指令値の指令時間までの初期所要時間、及び、前記第2のサーボ指令値の指令時間から前記加速区間の終了時のサーボ指令値の指令時間までの終期所要時間を決定し、決定された前記初期所要時間及び前記終期所要時間に基づき、前記サーボ指令を生成し、前記初期所要時間をT0とした場合に、前記初期所要時間は下記式2で算出される値とし、前記終期所要時間をT2とした場合に、前記終期所要時間は下記式3で算出される値とすることが好ましい。
T0=t×(V1-V0)/(V3-V0)・・・(式2)
T2=t-(T0+T1)・・・(式3)
In the die casting machine of the above aspect, it is preferable that the calculation unit determines an initial required time from the command time of the servo command value at the start of the acceleration section to the command time of the first servo command value, and a final required time from the command time of the second servo command value to the command time of the servo command value at the end of the acceleration section, generates the servo command based on the determined initial required time and final required time, and when the initial required time is T0, the initial required time is a value calculated by the following
T0=t×(V1−V0)/(V3−V0) (Equation 2)
T2=t-(T0+T1) (Equation 3)
上記態様のダイカストマシンにおいて、前記射出装置は、ロッド側室とヘッド側室を有する射出シリンダと、前記射出シリンダの射出ピストンの前進に伴って前記ロッド側室から排出される作動液を前記ヘッド側室へ流入させるランアラウンド回路と、前記射出ピストンの前進に伴って前記ロッド側室から排出される作動液を受け入れるタンクと、を更に含み、前記サーボバルブは、前記ロッド側室から前記ヘッド側室への作動液の流れを許容しつつ、前記ロッド側室から前記タンクへの作動液の流れを遮断する第1状態と、前記ロッド側室から前記ヘッド側室への作動液の流れを許容しつつ、前記ロッド側室から前記タンクへの作動液の流れを許容する第2状態と、の間で切り替え可能であることが好ましい。 In the die casting machine of the above aspect, the injection device further includes an injection cylinder having a rod side chamber and a head side chamber, a run-around circuit that causes hydraulic fluid discharged from the rod side chamber to flow into the head side chamber as the injection piston of the injection cylinder advances, and a tank that receives hydraulic fluid discharged from the rod side chamber as the injection piston advances, and the servo valve is preferably switchable between a first state in which hydraulic fluid is allowed to flow from the rod side chamber to the head side chamber while blocking the flow of hydraulic fluid from the rod side chamber to the tank, and a second state in which hydraulic fluid is allowed to flow from the rod side chamber to the head side chamber while allowing hydraulic fluid to flow from the rod side chamber to the tank.
上記態様のダイカストマシンにおいて、前記サーボバルブは、前記第1状態と、前記第2状態と、前記ロッド側室から前記ヘッド側室及び前記タンクへのいずれへの作動液の流れも遮断する第3状態との間で切り替え可能であることが好ましい。 In the die casting machine of the above aspect, it is preferable that the servo valve is switchable between the first state, the second state, and a third state in which the flow of hydraulic fluid from the rod side chamber to both the head side chamber and the tank is blocked.
上記態様のダイカストマシンにおいて、前記第1状態における前記相関関数は前記小変化率領域を含み、前記第2状態における前記相関関数は前記第2の大変化率領域を含むことが好ましい。 In the die casting machine of the above aspect, it is preferable that the correlation function in the first state includes the small change rate region, and the correlation function in the second state includes the second large change rate region.
上記態様のダイカストマシンにおいて、前記第2の大変化率領域の平均変化率は、前記小変化率領域の平均変化率の5倍以上であることが好ましい。 In the die casting machine of the above aspect, it is preferable that the average rate of change of the second large change rate region is 5 times or more the average rate of change of the small change rate region.
上記態様のダイカストマシンにおいて、前記射出装置は前記プランジャの前記射出速度又は前記プランジャの位置を測定するセンサを更に含み、前記低速区間及び前記高速区間では、前記センサの測定値に基づき前記サーボ指令を補正するフィードバック制御を行い、前記加速区間では前記フィードバック制御を行わないことが好ましい。 In the die casting machine of the above aspect, it is preferable that the injection device further includes a sensor that measures the injection speed of the plunger or the position of the plunger, and that in the low speed section and the high speed section, feedback control is performed to correct the servo command based on the measurement value of the sensor, and that in the acceleration section, the feedback control is not performed.
本発明によれば、射出速度の制御の精度を向上できるダイカストマシンを提供することができる。 The present invention provides a die casting machine that can improve the accuracy of injection speed control.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。 The following describes an embodiment of the present invention with reference to the drawings.
なお、本明細書では、液圧の一例として、油圧を用いて説明する。例えば、液圧ポンプの一例として油圧ポンプを用いて説明する。油圧にかえて、例えば、水圧を用いることも可能である。また、本明細書では、作動液の一例として、作動油を用いて説明する。 In this specification, hydraulic pressure is used as an example of hydraulic pressure. For example, a hydraulic pump is used as an example of a hydraulic pump. It is also possible to use water pressure instead of hydraulic pressure. In addition, in this specification, hydraulic oil is used as an example of a hydraulic fluid.
(第1の実施形態)
第1の実施形態のダイカストマシンは、金型を型締めする型締装置と、スリーブの中にプランジャを摺動させ、金型に液状材料を供給し、プランジャの射出速度を制御するサーボバルブを含み、サーボバルブに対するサーボ指令値と射出速度の相関関数は第1の大変化率領域、第2の大変化率領域、及び第1の大変化率領域と第2の大変化率領域との間に存在し第1の大変化率領域の変化率及び第2の大変化率領域の変化率よりも変化率の小さい小変化率領域を含む、射出装置と、低速区間、加速区間、及び高速区間を含む射出装置の射出条件を入力する入力装置と、プランジャの射出速度を制御する制御装置であって、射出条件と、相関関数と、第1の大変化率領域から小変化率領域へ変化する第1の変化点における第1のサーボ指令値及び第1の射出速度と、小変化率領域から第2の大変化率領域へ変化する第2の変化点における第2のサーボ指令値及び第2の射出速度と、を記憶する記憶部と、加速区間の中で第1の射出速度以上第2の射出速度以下の部分区間の、射出条件の射出加速度と所定の閾値加速度との大小関係を比較する比較部と、比較部による比較結果に基づき第1のサーボ指令値の指令時間から第2のサーボ指令値の指令時間までの部分区間所要時間を決定し、決定された部分区間所要時間に基づき、サーボバルブに対するサーボ指令を生成する演算部と、サーボ指令をサーボバルブに指令する指令部と、を含む制御装置と、を備える。そして、比較部による比較結果が、射出条件の射出加速度が閾値加速度より小さい場合には、部分区間所要時間を、第2の射出速度と第1の射出速度の差分を加速区間の終期速度と加速区間の初期速度の差分で除した値を比例係数とする比例式から算出される第1の値とし、比較部による比較結果が、射出加速度が閾値加速度以上の場合には、部分区間所要時間を所定の固定値である第2の値とする。
(First embodiment)
The die casting machine of the first embodiment includes a mold clamping device for clamping a mold, and a servo valve for sliding a plunger in a sleeve, supplying liquid material to the mold, and controlling the injection speed of the plunger, and a correlation function between a servo command value for the servo valve and the injection speed includes a first large change rate region, a second large change rate region, and a small change rate region that exists between the first large change rate region and the second large change rate region and has a smaller change rate than the first large change rate region and the second large change rate region, an input device for inputting injection conditions of the injection device including a low speed section, an acceleration section, and a high speed section, and a control device for controlling the injection speed of the plunger, and the input device inputs the injection conditions, the correlation function, and a small change rate region that exists between the first large change rate region and the second large change rate region. the control device includes a memory unit that stores a first servo command value and a first injection speed at a first change point where the injection speed changes to a small change rate region, and a second servo command value and a second injection speed at a second change point where the injection speed changes from the small change rate region to a second large change rate region; a comparison unit that compares the magnitude relationship between the injection acceleration of the injection conditions and a predetermined threshold acceleration in a partial section that is equal to or greater than the first injection speed and equal to or less than the second injection speed within the acceleration section; a calculation unit that determines a partial section required time from a command time of the first servo command value to a command time of the second servo command value based on a comparison result by the comparison unit, and generates a servo command for the servo valve based on the determined partial section required time; and a command unit that issues the servo command to the servo valve. Then, when the comparison result by the comparison unit is that the injection acceleration of the injection condition is smaller than the threshold acceleration, the partial interval required time is set to a first value calculated from a proportional equation in which a proportionality coefficient is a value obtained by dividing the difference between the second injection speed and the first injection speed by the difference between the terminal speed of the acceleration speed and the initial speed of the acceleration speed, and when the comparison result by the comparison unit is that the injection acceleration is equal to or greater than the threshold acceleration, the partial interval required time is set to a second value, which is a predetermined fixed value.
図1は、第1の実施形態のダイカストマシンの全体構成を示す模式図である。図1は、一部に断面図を含む側面図である。第1の実施形態のダイカストマシンは、ダイカストマシン100である。ダイカストマシン100は、例えば、コールドチャンバ式のダイカストマシンである。
Figure 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a die casting machine of the first embodiment. Figure 1 is a side view including a cross-sectional view in part. The die casting machine of the first embodiment is die
ダイカストマシン100は、型締装置10、押出装置12、射出装置14、金型18、及び制御ユニット20を備える。制御ユニット20は、制御装置32を含む。
The
ダイカストマシン100は、ベース22、固定ダイプレート24、可動ダイプレート26、リンクハウジング28、タイバー30、スリーブ31、及びプランジャ33を備える。プランジャ33は、プランジャチップ33aとプランジャロッド33bを有する。
The die
ダイカストマシン100は、金型18の内部(図1中の空洞Ca)に液状金属(溶湯)を射出して充填し、その液状金属を金型18内で凝固させることにより、ダイカスト品を製造する機械である。金属は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、亜鉛合金、又は、マグネシウム合金である。液状金属(溶湯)は、液状材料の一例である。
The die-casting
金型18は、固定金型18aと可動金型18bを含む。金型18は、型締装置10と射出装置14との間に設けられる。
The
固定ダイプレート24はベース22の上に固定される。固定ダイプレート24は、固定金型18aを保持することが可能である。
The fixed
可動ダイプレート26は、ベース22の上に型開閉方向に移動可能に設けられる。型開閉方向とは、図1に示す型開方向及び型閉方向の両方向を意味する。可動ダイプレート26は、可動金型18bを固定金型18aに対向して保持することが可能である。
The
リンクハウジング28は、ベース22の上に設けられる。リンクハウジング28には、型締装置10を構成するリンク機構の一端が固定される。
The
固定ダイプレート24とリンクハウジング28は、タイバー30により固定される。タイバー30は、固定金型18aと可動金型18bに型締力が加えられている間は、型締力を支える。
The fixed
型締装置10は、金型18の開閉及び型締めを行う機能を有する。
The clamping
射出装置14は、金型18の空洞Caに溶湯を供給し、溶湯を加圧する機能を有する。射出装置14は、スリーブ31の中を摺動するプランジャ33に連結可能なロッド80を備える。射出装置14は、スリーブ31の中にプランジャ33を摺動させ、金型18に溶湯を供給する。
The
図2は、第1の実施形態の射出装置の構成の一例を示す模式図である。 Figure 2 is a schematic diagram showing an example of the configuration of the injection device of the first embodiment.
射出装置14は、射出シリンダ44、油圧ポンプ46、油タンク48(タンク)、アキュムレータ50、変位センサ52(センサ)、圧力センサ53、射出用バルブ54、速度制御用バルブ56(サーボバルブ)、方向切替バルブ58、第1の開閉バルブ60、第2の開閉バルブ62、充填補充用バルブ64、第1の流路70a、第2の流路70b、第3の流路70c、第4の流路70d、第5の流路70e、第6の流路70f、及び第7の流路70gを備える。
The
射出シリンダ44は、ロッド80、射出ピストン82、シリンダチューブ84、ロッド側室86、ヘッド側室88を含む。
The
ロッド80は、スリーブ31の中を摺動するプランジャ33に連結可能である。ロッド80の移動により、スリーブ31の中をプランジャ33が移動する。
The
射出ピストン82は、ロッド80に固定される。射出ピストン82は、シリンダチューブ84に摺動可能に収容される。射出ピストン82は、例えば円柱状である。
The
シリンダチューブ84は、射出ピストン82を摺動可能に収容する。シリンダチューブ84は、例えば、円筒状である。
The
シリンダチューブ84の内部のロッド80側に、ロッド側室86が設けられる。ロッド側室86には、ロッド80が配置される。
A
シリンダチューブ84の内部のロッド80側と反対側にヘッド側室88が設けられる。射出ピストン82を間に挟んで、ヘッド側室88はロッド側室86の反対側に位置する。
A
油圧ポンプ46は、例えば、図示しないポンプ用電動機によって駆動される。油圧ポンプ46は、油タンク48から作動油を吸い上げ、吐出する機能を有する。油圧ポンプ46は、例えば、アキュムレータ50への作動油の供給、及び、射出シリンダ44への作動油の供給に寄与する。
The
油圧ポンプ46によって吐出される作動油の吐出量又は吐出圧力は可変である。油圧ポンプ46は、例えば、可変容量形ポンプである。可変容量形ポンプは、作動油の吐出量及び吐出圧力を変化させることが可能である。
The
油タンク48は、例えば、アキュムレータ50や射出シリンダ44へ供給する作動油を貯留する。また、油タンク48は、例えば、アキュムレータ50や射出シリンダ44で使用された作動油を回収する。
The
アキュムレータ50は、ヘッド側室88に供給される作動油の流量を大きくする機能を有する。アキュムレータ50は、高圧の封入ガスを用いてエネルギーを蓄積し、瞬間的にそのエネルギーを放出することで、作動油の流量を大きくする。アキュムレータ50を設けることで、射出シリンダ44を高速に動作させることが可能となる。
The
第1の流路70aは、油圧ポンプ46とアキュムレータ50を接続する。第1の流路70aを用いて、油圧ポンプ46からアキュムレータ50に作動油を供給して、アキュムレータ50に作動油を充填し蓄圧することが可能である。
The
また、第1の流路70aは、第2の流路70bを経由して、ヘッド側室88に接続される。例えば、射出シリンダ44の射出動作の際に、第1の流路70aを用いて第2の流路70bに作動油を補充することが可能となる。
The
第6の流路70fは、第4の流路70dを経由して、油圧ポンプ46とヘッド側室88を接続する。第6の流路70fは、いわゆるポンプラインである。第6の流路70fと第4の流路70dを用いて、油圧ポンプ46からヘッド側室88に作動油を供給することが可能となる。第4の流路70dは、第1の流路70aと異なる。
The
また、第6の流路70fは、第5の流路70eを経由して、油圧ポンプ46とロッド側室86を接続する。第6の流路70fと第5の流路70eを用いて、油圧ポンプ46からロッド側室86に作動油を供給することが可能である。
The
第3の流路70cは、ロッド側室86と油タンク48を接続する。第3の流路70cを用いて、ロッド側室86から排出される作動油を油タンク48に回収することが可能である。油タンク48は、射出シリンダ44の射出ピストン82の前進に伴って、ロッド側室86から排出される作動油を受け入れる。
The
第7の流路70gは、速度制御用バルブ56とヘッド側室88を接続する。第7の流路70gを用いて、ロッド側室86から排出された作動油をヘッド側室88に戻すことが可能である。第7の流路70gによって、いわゆるランアラウンド回路が形成されている。ランアラウンド回路は、射出シリンダ44の射出ピストン82の前進に伴って、ロッド側室86から排出される作動油を、ヘッド側室88に流入される。
The
第1の流路70aないし第7の流路70gは、例えば、鋼管又はホースにより構成される。
The
射出用バルブ54は、第2の流路70bに設けられる。射出用バルブ54は、ヘッド側室88とアキュムレータ50との間に設けられる。射出用バルブ54は、アキュムレータ50からヘッド側室88への作動油の供給を許容又は遮断する。
The injection valve 54 is provided in the
射出用バルブ54は、例えば、パイロット式の逆止弁によって構成されており、パイロット圧が導入されていない時は、アキュムレータ50からヘッド側室88への作動油の流れを許容すると共に、その反対方向の流れを遮断する。射出用バルブ54にパイロット圧が導入されている時は、双方の流れを遮断する。射出用バルブ54は、ヘッド側室88からアキュムレータ50への作動油の逆流を防止する機能を有する。
The injection valve 54 is, for example, a pilot-operated check valve, and when pilot pressure is not being introduced, it allows hydraulic oil to flow from the
射出用バルブ54が開状態の時に、アキュムレータ50からヘッド側室88への作動油の流れが許容される。射出用バルブ54が閉状態の時に、アキュムレータ50からヘッド側室88への作動油の流れが遮断される。
When the injection valve 54 is open, the flow of hydraulic oil from the
速度制御用バルブ56は、第3の流路70cに設けられる。速度制御用バルブ56は、ロッド側室86と油タンク48との間に設けられる。
The
速度制御用バルブ56は、ロッド80に連結されたプランジャ33の射出速度を制御する。速度制御用バルブ56は、ロッド側室86から油タンク48に排出される作動油の流量を制御することにより、プランジャ33の射出速度を制御する。
The
速度制御用バルブ56は、第3の流路70cと第7の流路70gとの間に設けられる。速度制御用バルブ56は、ロッド側室86とヘッド側室88との間に設けられる。速度制御用バルブ56は、ロッド側室86からヘッド側室88に戻される作動油の流量を制御する。
The
速度制御用バルブ56による作動油の流量の制御により、射出ピストン82の前進速度が制御される。速度制御用バルブ56による作動油の流量の制御により、プランジャ33の前進速度が制御される。速度制御用バルブ56により、いわゆる、メータアウト制御が行われる。速度制御用バルブ56は、ロッド側室86、ヘッド側室88、及び油タンク48の間の作動油の流れを制御する。
The forward speed of the
図3、図4、及び図5は、第1の実施形態の速度制御用バルブの一例を示す模式図である。図3、図4、及び図5は、速度制御用バルブ56による、ロッド側室86、ヘッド側室88、及び油タンク48の間の作動油の流れの制御を模式的示す。図3、図4、及び図5において、速度制御用バルブ56については、作動油の流れの制御に関わる要部のみを図示している。
Figures 3, 4, and 5 are schematic diagrams showing an example of a speed control valve of the first embodiment. Figures 3, 4, and 5 show the control of the flow of hydraulic oil between the
速度制御用バルブ56は、第1のバルブスリーブ56a、第2のバルブスリーブ56b、及びスプール56cを含む。スプール56cは、第1のバルブスリーブ56a及び第2のバルブスリーブ56bの中に、例えば、左右方向に移動可能に設けられる。スプール56cは、例えば、電磁石を用いて移動される。
The
第2のバルブスリーブ56bの内径は、例えば、第1のバルブスリーブ56aの内径よりも大きい。第2のバルブスリーブ56bの内径は、例えば、第1のバルブスリーブ56aの内径の1.5倍以上である。
The inner diameter of the
速度制御用バルブ56は、第1状態と、第2状態と、第3状態との間で切り替え可能である。第1状態は、ロッド側室86からヘッド側室88への作動油の流れを許容しつつ、ロッド側室86から油タンク48への作動油の流れを遮断する。第2状態は、ロッド側室86からヘッド側室88への作動油の流れを許容しつつ、ロッド側室86から油タンク48への作動油の流れを許容する。第3状態は、ロッド側室86からヘッド側室88及び油タンク48へのいずれへの作動油の流れも遮断する。
The
図3は、速度制御用バルブ56が第3状態にある場合を示す。第3状態では、スプール56cが第1のバルブスリーブ56aの内部と第7の流路70gとの間に設けられたポートを塞ぐことにより、ロッド側室86からヘッド側室88への作動油の流れが遮断される。また、第3状態では、スプール56cが第2のバルブスリーブ56bの内部と油タンク48へ繋がる第3の流路70cとの間に設けられたポートを塞ぐことにより、ロッド側室86から油タンク48への作動油の流れが遮断される。
Figure 3 shows the
第3状態では、射出ピストン82は停止している。
In the third state, the
図4は、速度制御用バルブ56が第1状態にある場合を示す。第1状態では、スプール56cが第3状態の位置から右方向に移動する。
Figure 4 shows the
スプール56cが右方向に移動することで、第1のバルブスリーブ56aの内部と第7の流路70gとの間に設けられたポートが開き、ロッド側室86からヘッド側室88への作動油の流れが許容される。一方、第1状態では、スプール56cが第2のバルブスリーブ56bの内部と油タンク48へ繋がる第3の流路70cとの間に設けられたポートは塞がれたままであり、ロッド側室86から油タンク48への作動油の流れは遮断される。なお、図4中の黒矢印は作動用の流れを示す。
When the
第1状態では、ロッド側室86からヘッド側室88への作動油の流れが許容され、ロッド側室86から作動油が排出される。したがって、射出ピストン82が前進する。
In the first state, hydraulic oil is permitted to flow from the
図5は、速度制御用バルブ56が第2状態にある場合を示す。第2状態では、スプール56cが第1状態の位置から更に右方向に移動する。
Figure 5 shows the
第1のバルブスリーブ56aの内部と第7の流路70gとの間に設けられたポートが開いた状態が保たれ、ロッド側室86からヘッド側室88への作動油の流れが許容される。また、第2状態では、スプール56cが第2のバルブスリーブ56bの内部と油タンク48へ繋がる第3の流路70cとの間に設けられたポートが開き、ロッド側室86から油タンク48への作動油の流れが許容される。なお、図5中の黒矢印は作動用の流れを示す。
The port provided between the inside of the
第1状態では、ロッド側室86からヘッド側室88への作動油の流れが許容され、かつ、ロッド側室86から油タンク48への作動油の流れが許容されることで、ロッド側室86から作動油が排出される。したがって、射出ピストン82が更に前進する。
In the first state, hydraulic oil is permitted to flow from the
速度制御用バルブ56は、サーボバルブの一例である。速度制御用バルブ56は、例えば、速度制御用バルブ56に内蔵されるサーボアンプによって制御される。
The
速度制御用バルブ56は、制御装置32から伝達されるサーボ指令値に基づき制御される。サーボ指令値は、例えば、サーボアンプに入力される電圧値である。サーボ指令値に基づき速度制御用バルブ56の開度が制御される。サーボ指令値に基づき速度制御用バルブ56を流れる作動油の流量が制御される。
The
速度制御用バルブ56が第1状態にある場合に速度制御用バルブ56を通過する作動油の流量のサーボ指令値に対する変化率は、例えば、速度制御用バルブ56が第2状態にある場合に速度制御用バルブ56を通過する作動油の流量のサーボ指令値に対する変化率よりも小さい。
The rate of change of the flow rate of hydraulic oil passing through the
方向切替バルブ58は、第6の流路70fと第4の流路70dとの間、及び、第6の流路70fと第5の流路70eとの間に設けられる。方向切替バルブ58は、ヘッド側室88と油圧ポンプ46との間、及び、ロッド側室86と油圧ポンプ46との間に設けられる。
The
方向切替バルブ58は、油圧ポンプ46から第6の流路70fを通って供給される作動油の流路を、第4の流路70dと第5の流路70eとの間で切り替える機能を有する。方向切替バルブ58は、油圧ポンプ46から供給される作動油の供給先を、ヘッド側室88とロッド側室86との間で切り替える機能を有する。
The
例えば、作動油をヘッド側室88に供給することで、射出ピストン82が前進する。また、例えば、作動油をロッド側室86に供給することで、射出ピストン82が後退する。
For example, supplying hydraulic oil to the
方向切替バルブ58の種類は、油圧ポンプ46から供給される作動油の流れる方向を切り替えることが可能であれば、特に限定されるものではない。方向切替バルブ58は、例えば、電磁石を用いてスプールを動かす電磁切替弁である。
The type of
第1の開閉バルブ60は、第4の流路70dに設けられる。第1の開閉バルブ60は、ヘッド側室88と方向切替バルブ58との間に設けられる。第1の開閉バルブ60は、方向切替バルブ58とヘッド側室88との間の作動油の流れを許容又は遮断する。
The first opening and closing valve 60 is provided in the
第1の開閉バルブ60が開状態の時に、方向切替バルブ58とヘッド側室88との間の作動油の流れが許容される。第1の開閉バルブ60が閉状態の時に、方向切替バルブ58とヘッド側室88との間の作動油の流れが遮断される。
When the first opening/closing valve 60 is open, the flow of hydraulic oil between the
第1の開閉バルブ60の種類は、作動油の流れを許容及び遮断することが可能であれば、特に限定されるものではない。 The type of the first opening/closing valve 60 is not particularly limited as long as it is capable of allowing and blocking the flow of hydraulic oil.
第2の開閉バルブ62は、第5の流路70eに設けられる。第2の開閉バルブ62は、ロッド側室86と方向切替バルブ58との間に設けられる。第2の開閉バルブ62は、方向切替バルブ58とロッド側室86との間の作動油の流れを許容又は遮断する。
The second opening and closing
第2の開閉バルブ62が開状態の時に、方向切替バルブ58とロッド側室86との間の作動油の流れが許容される。第2の開閉バルブ62が閉状態の時に、方向切替バルブ58とロッド側室86との間の作動油の流れが遮断される。
When the second opening/closing
第2の開閉バルブ62の種類は、作動油の流れを許容及び遮断することが可能であれば、特に限定されるものではない。
The type of the second opening/closing
充填補充用バルブ64は、第1の流路70aに設けられる。充填補充用バルブ64は、アキュムレータ50と油圧ポンプ46との間に設けられる。充填補充用バルブ64は、ヘッド側室88と油圧ポンプ46との間に設けられる。
The
充填補充用バルブ64は、例えば、アキュムレータ50と油圧ポンプ46との間の作動油の流れを許容又は遮断する。充填補充用バルブ64は、例えば、ヘッド側室88と油圧ポンプ46との間の作動油の流れを許容又は遮断する。
The
充填補充用バルブ64の種類は、作動油の流れを許容及び遮断することが可能であれば、特に限定されるものではない。
The type of
変位センサ52は、ロッド80の変位を測定する機能を有する。変位センサ52は、ロッド80に固定されるプランジャ33の変位を間接的に測定する機能を有する。変位センサ52は、センサの一例である。
The
変位センサ52は、例えば、光学式又は磁気式のリニアエンコーダである。変位センサ52で測定されるロッド80の変位から、ロッド80の速度を算出することが可能である。変位センサ52で測定されるロッド80の変位から、ロッド80に固定されるプランジャ33の射出速度を算出することが可能である。
The
また、変位センサ52で測定されるロッド80の変位から、スリーブ31の中のプランジャ33の位置を算出することが可能である。変位センサ52で測定されるロッド80の変位から、スリーブ31の中のプランジャチップ33aの位置を算出することが可能である。
In addition, the position of the
圧力センサ53は、ヘッド側室88の中の作動油の圧力を測定する機能を有する。
The
図6は、第1の実施形態の射出装置のサーボ指令値と射出速度の関係の一例を示す図である。図6は、速度制御用バルブ56に対するサーボ指令値と射出速度の相関関数のグラフである。
Figure 6 is a diagram showing an example of the relationship between the servo command value and the injection speed of the injection device of the first embodiment. Figure 6 is a graph of the correlation function between the servo command value for the
図6に示すように、射出装置14におけるサーボ指令値と射出速度の相関関数は、第1の大変化率領域、第2の大変化率領域、及び小変化率領域を含む。小変化率領域は、第1の大変化率領域と第2の大変化率領域との間に存在する。小変化率領域の射出速度のサーボ指令値に対する変化率は、第1の大変化率領域の射出速度のサーボ指令値に対する変化率及び第2の大変化率領域の射出速度のサーボ指令値に対する変化率よりも小さい。第2の高変化率領域の射出速度のサーボ指令値に対する平均変化率は、例えば、低変化率領域の射出速度のサーボ指令値に対する平均変化率の5倍以上である。
As shown in FIG. 6, the correlation function between the servo command value and the injection speed in the
図6に示すように、射出装置14におけるサーボ指令値と射出速度の相関関数は、非線形である。図6に示すように、射出装置14におけるサーボ指令値と射出速度の相関関数は、例えば、変曲点IPを有する曲線である。
As shown in FIG. 6, the correlation function between the servo command value and the injection speed in the
射出装置14におけるサーボ指令値と射出速度の相関関数は、第1の大変化率領域から小変化率領域へ変化する第1の変化点P1と、小変化率領域から第2の大変化率領域へ変化する第2の変化点P2を有する。
The correlation function between the servo command value and the injection speed in the
なお、第1の変化点P1の位置は、例えば、第1の大変化率領域の接線と小変化率領域の接線との交点座標を基準に決定することができる。また、第2の変化点P2の位置は、例えば、小変化率領域の接線と第2の大変化率領域の接線との交点座標を基準に決定することができる。 The position of the first change point P1 can be determined, for example, based on the coordinates of the intersection between the tangent to the first large change rate region and the tangent to the small change rate region. The position of the second change point P2 can be determined, for example, based on the coordinates of the intersection between the tangent to the small change rate region and the tangent to the second large change rate region.
第1の変化点P1におけるサーボ指令値は第1のサーボ指令値E1である。また、第1の変化点P1における射出速度は、第1の射出速度V1である。 The servo command value at the first change point P1 is the first servo command value E1. Also, the injection speed at the first change point P1 is the first injection speed V1.
第2の変化点P2におけるサーボ指令値は第2のサーボ指令値E2である。また、第2の変化点P2における射出速度は、第2の射出速度V2である。 The servo command value at the second change point P2 is the second servo command value E2. Also, the injection speed at the second change point P2 is the second injection speed V2.
なお、図6に示すような、速度制御用バルブ56に対するサーボ指令値と射出速度の相関関数は、例えば、射出装置14で空打ちを行うことで取得することが可能である。
The correlation function between the servo command value for the
押出装置12は、製造されたダイカスト品を金型18から押し出す機能を有する。
The
スリーブ31は、金型18の空洞Caに通じる。スリーブ31は、例えば、固定金型18aに連結された筒状の部材である。スリーブ31は、例えば、円筒形状である。
The
プランジャ33は、スリーブ31の中を摺動する。プランジャ33は、プランジャチップ33aとプランジャロッド33bを含む。プランジャロッド33bの先端に固定されたプランジャチップ33aが、スリーブ31の中を前後方向に摺動する。スリーブ31の中をプランジャチップ33aが前方へ摺動することにより、スリーブ31の中の溶湯が金型18の中に押し出される。
The
制御ユニット20は、制御装置32、ヒューマンマシンインターフェース34(HMI34)を含む。制御ユニット20は、型締装置10、押出装置12、及び、射出装置14を用いたダイカストマシン100の成形動作を制御する機能を有する。
The
HMI34は、例えば、制御装置32の表示装置として機能する。HMI34は、例えば、ダイカストマシン100の成形条件、動作状況等を画面に表示する。HMI34は、例えば、目標として設定された射出速度と時間の関係、又は、実測された射出速度と時間の関係を表示する。
The
HMI34は、例えば、制御装置32の入力装置として機能する。HMI34は、入力装置の一例である。HMI34は、例えば、オペレータの入力操作を受け付ける。オペレータは、HMI34を用いて、ダイカストマシン100の成形条件の設定が可能となる。HMI34は、例えば、液晶ディスプレイ又は有機ELディスプレイを用いたタッチパネルである。
The
図7は、第1の実施形態の入力装置に入力される射出条件の一例を示す図である。オペレータは、例えば、HMI34に低速区間、加速区間、及び高速区間を含む射出装置14の射出条件を入力する。図7に示す射出条件は、第1の実施形態の射出動作の設定目標の一例である。
Figure 7 is a diagram showing an example of the injection conditions input to the input device of the first embodiment. For example, the operator inputs the injection conditions of the
射出条件において、加速区間の初期速度はVo、第1の射出速度はV1、第2の射出速度はV2、加速区間の終期速度はV3である。低速区間の射出速度が一定の場合には、低速区間の射出速度はV0となる。また、高速区間の射出速度が一定の場合には、高速区間の射出速度はV3となる。 In the injection conditions, the initial speed in the acceleration section is Vo, the first injection speed is V1, the second injection speed is V2, and the final speed in the acceleration section is V3. If the injection speed in the low-speed section is constant, the injection speed in the low-speed section is V0. Also, if the injection speed in the high-speed section is constant, the injection speed in the high-speed section is V3.
加速区間の初期速度V0は、例えば、0.05m/sec以上0.4m/sec以下である。加速区間の終期速度は1m/sec以上10m/sec以下である。 The initial velocity V0 of the acceleration section is, for example, 0.05 m/sec or more and 0.4 m/sec or less. The final velocity of the acceleration section is 1 m/sec or more and 10 m/sec or less.
加速区間の開始時間はt0、加速区間の終了時間はt3、加速区間の総加速時間はt=t3-t0である。加速区間の中で、射出速度が、第1の射出速度V1以上第2の射出速度V2以下の区間を部分区間と称する。 The start time of the acceleration section is t0, the end time of the acceleration section is t3, and the total acceleration time of the acceleration section is t = t3 - t0. Within the acceleration section, the section where the injection speed is equal to or greater than the first injection speed V1 and equal to or less than the second injection speed V2 is called a partial section.
制御装置32は、各種の演算を行って、ダイカストマシン100の各部に制御指令を出力する機能を有する。制御装置32は、例えば、成形条件等を記憶する機能を有する。
The
制御装置32は、例えば、射出装置14の動作を制御する。制御装置32は、例えば、射出装置14の速度制御用バルブ56の動作を制御する。
The
制御装置32は、例えば、制御回路である。制御装置32は、例えば、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせで構成される。制御装置32は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、半導体メモリ、及び半導体メモリに記憶された制御プログラムを含む。
The
図8は、第1の実施形態のダイカストマシンの一部のブロック図である。図8は、HMI34、制御装置32、射出シリンダ44、及び変位センサ52を含むブロック図である。
Figure 8 is a block diagram of a portion of the die casting machine of the first embodiment. Figure 8 is a block diagram including the
制御装置32は、記憶部32a、比較部32b、演算部32c、及び指令部32dを含む。
The
記憶部32aは、例えば、HMI34から入力された、低速区間、加速区間、及び高速区間を含む射出装置14の射出条件を記憶する。また、記憶部32aは、例えば、あらかじめ取得されている、射出装置14におけるサーボ指令値と射出速度の相関関数を記憶する。また、記憶部32aは、例えば、あらかじめ定められている所定の閾値加速度を記憶する。
The
図9は、第1の実施形態のサーボ指令値と射出速度の相関関数の一例を示す図である。加速区間の初期速度V0、第1の射出速度V1、第2の射出速度V2、及び終期速度V3のそれぞれに対応するサーボ指令値が、例えば、加速区間開始時サーボ指令値E0、第1のサーボ指令値E1、第2のサーボ指令値E2、及び加速区間終了時サーボ指令値E3である。 Figure 9 is a diagram showing an example of a correlation function between the servo command value and the injection speed in the first embodiment. The servo command values corresponding to the initial speed V0, the first injection speed V1, the second injection speed V2, and the final speed V3 of the acceleration section are, for example, the servo command value E0 at the start of the acceleration section, the first servo command value E1, the second servo command value E2, and the servo command value E3 at the end of the acceleration section.
記憶部32aは、例えば、記憶デバイスである。記憶部32aは、例えば、ハードディスク又は半導体メモリである。
The
比較部32bは、記憶部32aに記憶された射出条件の加速区間の中で第1の射出速度V1以上第2の射出速度V2以下の部分区間の射出加速度と所定の閾値加速度との大小関係を比較する。
The
部分区間の射出加速度は、記憶部32aに記憶された射出条件から算出することが可能である。
The injection acceleration for a partial section can be calculated from the injection conditions stored in the
所定の閾値加速度は、例えば、射出装置14の射出特性に基づき定められる値である。所定の閾値加速度は、例えば、速度制御用バルブ56の特性に基づき定められる値である。所定の閾値加速度は、例えば、15m/s2以上30m/s2以下である。
The predetermined threshold acceleration is, for example, a value determined based on the injection characteristics of the
比較部32bは、例えば、比較回路である。比較部32bは、例えば、電子回路である。比較部32bは、例えば、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせで構成される。比較部32bは、例えば、CPU、半導体メモリ、及び半導体メモリに記憶された制御プログラムを含む。
The
演算部32cは、比較部32bの比較結果に基づき、速度制御用バルブ56に与えられるサーボ指令を演算する。サーボ指令は、例えば、サーボ指令値の時間変化である。
The
演算部32cは、加速区間開始時サーボ指令値E0の指令時間t0から第1のサーボ指令値E1の指令時間t1までの初期所要時間T0、第1のサーボ指令値E1の指令時間t1から第2のサーボ指令値E2の指令時間t2までの部分区間所要時間T1、及び、第2のサーボ指令値E2の指令時間から加速区間終了時サーボ指令値E3の指令時間t3までの終期所要時間T2を決定する。
The
初期所要時間T0、総加速時間をt、初期速度をVo、第1の射出速度をV1、第2の射出速度をV2、終期速度をV3とした場合に、初期所要時間T0は、例えば、下記式2で算出される値とする。
T0=t×(V1-V0)/(V3-V0)・・・(式2)
When the initial required time is T0, the total acceleration time is t, the initial speed is Vo, the first injection speed is V1, the second injection speed is V2, and the final speed is V3, the initial required time is, for example, a value calculated by the following
T0=t×(V1−V0)/(V3−V0) (Equation 2)
部分区間所要時間T1は、比較部32bによる比較結果に基づき決定方法が変更される。部分区間所要時間T1の決定において、比較部32bによる比較結果に基づき場合分けが行われる。
The method of determining the sub-interval required time T1 is changed based on the comparison result by the
部分区間所要時間T1は、比較部32bによる比較結果が、射出加速度が所定の閾値加速度より小さい場合には、比例式から算出される第1の値と決定する。比例式の比例係数は、第2の射出速度V2と第1の射出速度V1の差分を加速区間の終期速度V3と加速区間の初期速度V0の差分で除した値である。
When the comparison result by the
部分区間所要時間をT1、総加速時間をt、初期速度をVo、第1の射出速度をV1、第2の射出速度をV2、終期速度をV3とした場合に、上記比例式は、例えば、下記式1である。部分区間所要時間T1は下記式1で算出される第1の値である。
T1=t×(V2-V1)/(V3-V0)・・・(式1)
When the partial interval required time is T1, the total acceleration time is t, the initial speed is Vo, the first injection speed is V1, the second injection speed is V2, and the final speed is V3, the proportional formula is, for example, the following formula 1. The partial interval required time T1 is a first value calculated by the following formula 1.
T1=t×(V2−V1)/(V3−V0) (Equation 1)
比較部32bによる比較結果が、射出条件の射出加速度が所定の閾値加速度以上の場合には、部分区間所要時間T1を所定の固定値である第2の値と決定する。第2の値は、例えば、第1の値よりも小さい値である。第2の値が第1の値よりも小さくなる射出条件が必ず存在する。
If the comparison result by the
なお、仮に、比較部32bによる比較結果が、射出条件の射出加速度が所定の閾値加速度以下の場合において、第1の値が第2の値より小さい場合には、部分区間所要時間T1を、第2の値と決定する。比較部32bによる比較結果が、射出条件の射出加速度が所定の閾値加速度以下の場合、部分区間所要時間をT1は第1の値と第2の値の大きい方の値となる。
If the comparison result by the
第2の値は、例えば、射出装置14の特性から設定可能な最短時間である。第2の値は、例えば、0.1ms(ミリ秒)以上1ms(ミリ秒)以下である。
The second value is, for example, the shortest time that can be set based on the characteristics of the
終期所要時間T2は、例えば、下記式3で算出される値と決定する。
T2=t-(T0+T1)・・・(式3)
The final required time T2 is determined to be a value calculated by the following formula 3, for example.
T2=t-(T0+T1) (Equation 3)
図10及び図11は、第1の実施形態の演算部で生成されるサーボ指令の一例を示す図である。図10及び図11の横軸は時間、縦軸はサーボ指令値である。図10は、比較部32bによる比較結果が、射出加速度が所定の閾値加速度より小さい場合である。図11は、比較部32bによる比較結果が、射出加速度が所定の閾値加速度以上の場合である。図11には比較のために、図10のサーボ指令を点線で表示している。
Figures 10 and 11 are diagrams showing an example of a servo command generated by the calculation unit of the first embodiment. The horizontal axis of Figures 10 and 11 is time, and the vertical axis is the servo command value. Figure 10 shows a case where the comparison result by the
決定された初期所要時間T0、部分区間所要時間T1、及び、終期所要時間T2に基づき、演算部32cはサーボ指令を生成する。図10に示すように、演算部32cで生成されるサーボ指令は、加速区間の中で、部分区間のサーボ指令値の時間変化率が他の区間に比べて大きくなる。
The
演算部32cは、例えば、演算回路である。演算部32cは、例えば、電子回路である。演算部32cは、例えば、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせで構成される。演算部32cは、例えば、CPU、半導体メモリ、及び半導体メモリに記憶された制御プログラムを含む。
The
指令部32dは、例えば、射出装置14にサーボ指令を出力する機能を有する。例えば、指令部32dにより、速度制御用バルブ56を制御するサーボアンプにサーボ指令が出力される。
The
指令部32dは、例えば、指令回路である。指令部32dは、例えば、電子回路である。
The
次に、ダイカストマシン100の成形動作、主に射出装置14の動作について説明する。
Next, we will explain the molding operation of the
ダイカストマシン100の成形動作の開始前に、速度制御用バルブ56に対するサーボ指令値と射出速度の相関関数を取得する。速度制御用バルブ56に対するサーボ指令値と射出速度の相関関数は、例えば、射出装置14で空打ちを行うことで取得する。取得された、サーボ指令値と射出速度の相関関数は、制御装置32の記憶部32aに記憶される。
Before the
射出装置14におけるサーボ指令値と射出速度の相関関数は、第1の大変化率領域、第2の大変化率領域、及び小変化率領域を含む。射出装置14におけるサーボ指令値と射出速度の相関関数は、例えば、変曲点IPを有する曲線である。
The correlation function between the servo command value and the injection speed in the
次に、成形動作を行うための、射出装置14の射出条件を、例えば、オペレータがHMI34を用いて入力する。入力される射出条件は、低速区間、加速区間、及び高速区間を含む。入力された射出条件は、制御装置32の記憶部32aに記憶される。
Next, the injection conditions of the
また、例えば、オペレータがHMI34を用いて所定の閾値加速度を入力する。入力される閾値加速度は、制御装置32の記憶部32aに記憶される。
Also, for example, an operator inputs a predetermined threshold acceleration using the
次に、記憶部32aに記憶されたサーボ指令値と射出速度の相関関数、射出装置14の射出条件、及び所定の閾値加速度に基づき、サーボ指令を生成する。
Next, a servo command is generated based on the correlation function between the servo command value and the injection speed stored in the
まず、比較部32bにおいて、射出条件の加速区間の中で第1の射出速度V1以上第2の射出速度V2以下の部分区間の射出加速度と所定の閾値加速度との大小関係を比較する。
First, the
次に、演算部32cにおいて、比較部32bの比較結果に基づき、速度制御用バルブ56に与えられるサーボ指令を演算により生成する。
Next, the
演算部32cは、加速区間開始時サーボ指令値E0の指令時間t0から第1のサーボ指令値E1の指令時間t1までの初期所要時間T0、第1のサーボ指令値E1の指令時間t1から第2のサーボ指令値E2の指令時間t2までの部分区間所要時間T1、及び、第2のサーボ指令値E2の指令時間から加速区間終了時サーボ指令値E3の指令時間t3までの終期所要時間T2を決定する。
The
初期所要時間T0は、例えば、下記式2で算出される値とする。
T0=t×(V1-V0)/(V3-V0)・・・(式2)
The initial required time T0 is, for example, a value calculated by the following
T0=t×(V1−V0)/(V3−V0) (Equation 2)
部分区間所要時間T1は、比較部32bによる比較結果が、射出条件の射出加速度が所定の閾値加速度より小さい場合には、部分区間所要時間をT1、総加速時間をt、初期速度をVo、第1の射出速度をV1、第2の射出速度をV2、終期速度をV3とした場合に、下記式1で算出される第1の値である。
T1=t×(V2-V1)/(V3-V0)・・・(式1)
When the comparison result by the comparing
T1=t×(V2−V1)/(V3−V0) (Equation 1)
比較部32bによる比較結果が、射出条件の射出加速度が所定の閾値加速度以上の場合には、部分区間所要時間T1を所定の固定値である第2の値と決定する。なお、仮に、比較部32bによる比較結果が、射出条件の射出加速度が所定の閾値加速度以下の場合において、第1の値が第2の値より小さい場合には、部分区間所要時間T1を、第2の値と決定する。
If the comparison result by the
終期所要時間T2は、例えば、下記式3で算出される値と決定する。
T2=t-(T0+T1)・・・(式3)
The final required time T2 is determined to be a value calculated by the following formula 3, for example.
T2=t-(T0+T1) (Equation 3)
決定された初期所要時間T0、部分区間所要時間T1、及び、終期所要時間T2に基づき、演算部32cはサーボ指令を生成する。
The
次に、可動ダイプレート26を型閉方向に移動させ、可動金型18bと固定金型18aを接触させる。次に、型締装置10を用いて、金型18の型締めを行う。
Next, the
次に、射出装置14を用いて、金型18の空洞Caに溶湯を供給し、溶湯を加圧する。射出装置14は、スリーブ31の中にプランジャ33を摺動させ、金型18に溶湯を供給する。
Next, the
射出装置14の射出速度は、制御装置32から速度制御用バルブ56に出力されるサーボ指令によって制御される。サーボ指令は、制御装置32の指令部32dから出力される。制御装置32の指令部32dから出力されるサーボ指令は、演算部32cで生成されたサーボ指令である。
The injection speed of the
射出動作の低速区間において、例えば、速度制御用バルブ56は図4に示す第1状態にある。すなわち、ロッド側室86から排出された作動油は、すべてヘッド側室88へ戻る。
During the low-speed section of the injection operation, for example, the
射出動作の高速区間において、例えば、速度制御用バルブ56は図5に示す第2状態にある。すなわち、ロッド側室86から排出された作動油の一部はヘッド側室88へ戻り、別の一部は油タンク48へ流れる。
During the high-speed section of the injection operation, for example, the
射出動作の加速区間において、例えば、速度制御用バルブ56は図4に示す第1状態から、図5に示す第2状態に遷移する。
During the acceleration period of the injection operation, for example, the
なお、低速区間、加速区間、及び高速区間のいずれの区間においても、変位センサ52の測定値の基づく、サーボ指令の補正は行わない。言い換えれば、低速区間、加速区間、及び高速区間のいずれの区間においても、変位センサ52の測定値の基づく、射出速度の補正は行わない。言い換えれば、低速区間、加速区間、及び高速区間のいずれの区間においても、変位センサ52の測定値の基づくフィードバック制御を行わない。言い換えれば、低速区間、加速区間、及び高速区間のいずれの区間においても、いわゆるオープン制御を行う。
Note that in the low-speed section, the acceleration section, and the high-speed section, no correction of the servo command is made based on the measurement value of the
次に、可動ダイプレート26を型開方向に移動させ、可動金型18bと固定金型18aを離隔させる。
Next, the
次に、押出装置12を用いて、製造されたダイカスト品を金型18から押し出す。
Next, the manufactured die-cast product is pushed out of the
以上のダイカストマシン100の成形動作により、ダイカスト品が製造される。
The above molding operations of the
次に、第1の実施形態のダイカストマシンの作用及び効果について説明する。 Next, the operation and effects of the die casting machine of the first embodiment will be explained.
ダイカストマシンの射出速度の制御は、例えば、ロッド側室から排出される作動油の流量を制御することで行われる。例えば、ロッド側室から排出される作動油の流路にサーボバルブを設け、サーボバルブによってロッド側室から排出される作動油の流量を制御する。 The injection speed of the die casting machine is controlled, for example, by controlling the flow rate of hydraulic oil discharged from the rod side chamber. For example, a servo valve is provided in the flow path of the hydraulic oil discharged from the rod side chamber, and the servo valve controls the flow rate of the hydraulic oil discharged from the rod side chamber.
ダイカスト品に不良が発生することを抑制する観点から、射出速度の制御の精度の向上が望まれる。特に、射出装置におけるサーボ指令値と射出速度の相関関数が、非線形の場合、射出速度の制御が困難になる。したがって、サーボ指令値と射出速度の相関関数が非線形の場合の射出速度の制御の精度の向上が、特に望まれる。 In order to prevent defects from occurring in die-cast products, it is desirable to improve the accuracy of injection speed control. In particular, when the correlation function between the servo command value and the injection speed in the injection device is nonlinear, it becomes difficult to control the injection speed. Therefore, it is particularly desirable to improve the accuracy of injection speed control when the correlation function between the servo command value and the injection speed is nonlinear.
図12は、第1の比較例の演算部で生成されるサーボ指令の一例を示す図である。図12の横軸は時間、縦軸はサーボ指令値である。図12は、第1の実施形態の図10及び図11に対応する図である。 Figure 12 is a diagram showing an example of a servo command generated by the calculation unit of the first comparative example. The horizontal axis of Figure 12 is time, and the vertical axis is the servo command value. Figure 12 corresponds to Figures 10 and 11 of the first embodiment.
第1の比較例のダイカストマシンは、制御装置32が比較部32bを有しない点、及び、演算部32cの機能が異なる以外は第1の実施形態のダイカストマシン100と同様の構成を備える。したがって、第1の比較例において、サーボ指令値と射出速度の相関関数は、第1の実施形態の図9に示すと同様、非線形である。
The die casting machine of the first comparative example has a configuration similar to that of the
第1の比較例のサーボ指令は、図12に示すように、加速区間の間で、時間に対してサーボ指令値を線形に変化させる。なお、第1の比較例のダイカストマシンに入力される射出条件は、第1の実施形態の図7に示す射出条件と同様である。言い換えれば、第1の比較例の射出動作の設定目標は、第1の実施形態の射出動作の設定目標と同様である。 As shown in FIG. 12, the servo command in the first comparative example changes the servo command value linearly with respect to time during the acceleration section. Note that the injection conditions input to the die casting machine in the first comparative example are similar to the injection conditions shown in FIG. 7 of the first embodiment. In other words, the setting target of the injection operation in the first comparative example is similar to the setting target of the injection operation in the first embodiment.
図13は、第1の比較例の射出装置の射出速度の実測値を示す図である。横軸は時間、縦軸は射出速度である。点線が射出動作の設定目標、実線が射出速度の実測値である。 Figure 13 shows the actual injection speed of the injection device of the first comparative example. The horizontal axis is time, and the vertical axis is injection speed. The dotted line is the set target for the injection operation, and the solid line is the actual injection speed.
図13に示すように、射出速度の実測値では、第1の射出速度V1から第2の射出速度V2の間の区間の近傍で、射出速度に遅れが生じる。射出速度に遅れが生じるのは、サーボ指令値と射出速度の相関関数が図9のように非線形であり、特に、第1の射出速度V1から第2の射出速度V2の間の区間で、サーボ指令値に対する射出速度の変化率が小さくなるからであると考えられる。 As shown in Figure 13, the actual measured value of the injection speed shows a delay in the injection speed near the section between the first injection speed V1 and the second injection speed V2. The reason why the injection speed delay occurs is thought to be because the correlation function between the servo command value and the injection speed is nonlinear as shown in Figure 9, and the rate of change of the injection speed relative to the servo command value becomes small, particularly in the section between the first injection speed V1 and the second injection speed V2.
図14は、第2の比較例の演算部で生成されるサーボ指令の一例を示す図である。図14の横軸は時間、縦軸はサーボ指令値である。図14は、第1の実施形態の図10及び図11に対応する図である。 Figure 14 is a diagram showing an example of a servo command generated by the calculation unit of the second comparative example. The horizontal axis of Figure 14 is time, and the vertical axis is the servo command value. Figure 14 corresponds to Figures 10 and 11 of the first embodiment.
第2の比較例のダイカストマシンは、制御装置が比較部32bを有しない点、及び、演算部32cの機能が異なる以外は第1の実施形態のダイカストマシンと同様の構成を備える。したがって、第2の比較例において、サーボ指令値と射出速度の相関関数は、第1の実施形態の図9に示すと同様、非線形である。
The die casting machine of the second comparative example has the same configuration as the die casting machine of the first embodiment, except that the control device does not have a
第2の比較例の制御装置は、部分区間所要時間T1の決定に際し、比較部32bによる比較結果に基づく場合分けが行われない点で、第1の実施形態の制御装置32と異なる。
The control device of the second comparative example differs from the
第2の比較例の演算部では、部分区間所要時間をT1、総加速時間をt、初期速度をVo、第1の射出速度をV1、第2の射出速度をV2、終期速度をV3とした場合に、部分区間所要時間T1は下記式1で算出される値である。
T1=t×(V2-V1)/(V3-V0)・・・(式1)
In the calculation unit of the second comparative example, when the partial interval required time is T1, the total acceleration time is t, the initial speed is Vo, the first injection speed is V1, the second injection speed is V2, and the final speed is V3, the partial interval required time T1 is a value calculated by the following formula 1.
T1=t×(V2−V1)/(V3−V0) (Equation 1)
第2の比較例の演算部では、部分区間所要時間T1を算出する際に、(式1)を用いることで、図9に示す第1の変化点P1と第2の変化点P2との間の小変化領域の射出速度に対する影響を相殺することを意図している。 In the calculation unit of the second comparative example, when calculating the sub-interval required time T1, the intention is to offset the effect on the injection speed of the small change region between the first change point P1 and the second change point P2 shown in Figure 9 by using (Equation 1).
図15は、第2の比較例の射出装置の射出速度の実測値を示す図である。横軸は時間、縦軸は射出速度である。射出条件の射出加速度が小さい場合を実線で示し、射出条件の射出加速度が大きい場合を点線で示す。 Figure 15 shows the actual measured values of the injection speed of the injection device of the second comparative example. The horizontal axis is time, and the vertical axis is injection speed. The solid line shows the case where the injection acceleration of the injection condition is small, and the dotted line shows the case where the injection acceleration of the injection condition is large.
図15に示すように、第2の比較例の射出装置では、射出条件の射出加速度が小さい場合は、意図通りに射出動作が図7に示す設定目標と同等となる。しかし、射出条件の射出加速度が大きい場合は、図15に示すように、第1の射出速度V1から第2の射出速度V2の間の区間の近傍で、射出速度に遅れが生じる。 As shown in Figure 15, in the injection device of the second comparative example, when the injection acceleration of the injection conditions is small, the injection operation is equivalent to the set target shown in Figure 7 as intended. However, when the injection acceleration of the injection conditions is large, as shown in Figure 15, a delay occurs in the injection speed near the section between the first injection speed V1 and the second injection speed V2.
第1の射出速度V1から第2の射出速度V2の間の区間の近傍で、射出速度に遅れが生じるのは、第1の射出速度V1から第2の射出速度V2の間の区間で、サーボ指令値に対する射出速度の応答時間が遅延するためであると考えられる。サーボ指令値に対する射出速度の応答時間の遅延は、特に、射出加速度が大きい場合に顕在化しやすいと考えられる。サーボ指令値に対する射出速度の応答時間の遅延の原因は、例えば、速度制御用バルブの応答時間の遅延であると考えられる。 The reason why the delay in the injection speed occurs near the section between the first injection speed V1 and the second injection speed V2 is thought to be because the response time of the injection speed to the servo command value is delayed in the section between the first injection speed V1 and the second injection speed V2. The delay in the response time of the injection speed to the servo command value is thought to be particularly likely to become apparent when the injection acceleration is large. The cause of the delay in the response time of the injection speed to the servo command value is thought to be, for example, a delay in the response time of the speed control valve.
第1の実施形態のダイカストマシン100は、部分区間所要時間T1の決定に際し、比較部32bによる比較結果に基づく場合分けが行われる。
When determining the partial section required time T1, the
第1の実施形態のダイカストマシン100は、図10に示すように、射出条件の射出加速度が所定の閾値加速度より小さい場合は、第2の比較例と同様、部分区間所要時間T1を(式1)から算出される第1の値とする。
As shown in FIG. 10, when the injection acceleration of the injection condition is smaller than a predetermined threshold acceleration, the
一方、図11に示すように、射出条件の射出加速度が所定の閾値加速度以上の場合は、部分区間所要時間T1を所定の固定値である第2の値と決定する。図11では、第2の値は1msである。 On the other hand, as shown in FIG. 11, when the injection acceleration of the injection condition is equal to or greater than a predetermined threshold acceleration, the subinterval required time T1 is determined to be a second value, which is a predetermined fixed value. In FIG. 11, the second value is 1 ms.
図16は、第1の実施形態の射出装置の射出速度の実測値を示す図である。横軸は時間、縦軸は射出速度である。図16に示すように、第1の実施形態の射出装置では、射出条件の射出加速度が小さい場合であっても大きい場合であっても、射出動作が図7に示す設定目標と同等となる。 Figure 16 is a diagram showing the actual measurement values of the injection speed of the injection device of the first embodiment. The horizontal axis is time, and the vertical axis is injection speed. As shown in Figure 16, in the injection device of the first embodiment, whether the injection acceleration of the injection conditions is small or large, the injection operation is equivalent to the set target shown in Figure 7.
射出加速度が大きい場合、部分区間所要時間T1を所定の固定値である第2の値とすることで、図11に示すように、部分区間でのサーボ指令値の時間に対する変化率が第1の値の場合よりも大きくなる。サーボ指令値の時間に対する変化率が大きくなることで、サーボ指令値に対する射出速度の応答時間の遅延が補償されると考えられる。 When the injection acceleration is large, by setting the partial interval required time T1 to a second value, which is a predetermined fixed value, the rate of change of the servo command value with respect to time in the partial interval becomes larger than when the time is the first value, as shown in FIG. 11. It is believed that the delay in the response time of the injection speed with respect to the servo command value is compensated by increasing the rate of change of the servo command value with respect to time.
第1の実施形態のダイカストマシン100によれば、部分区間所要時間T1を、サーボ指令値の時間変化率が他の区間よりも大きくなるように設定する。そして、射出加速度が所定の閾値加速度以上の場合は、更にサーボ指令値の時間変化率が大きくなるように、部分区間所要時間T1を設定する。これにより、射出動作が設定目標と同等となり、射出速度の制御の精度を向上できる。
According to the
射出速度の制御の精度を向上する観点から、第2の値は1ms(ミリ秒)以下であることが好ましい。 From the viewpoint of improving the accuracy of injection speed control, it is preferable that the second value be 1 ms (millisecond) or less.
また、射出速度の制御の精度を向上する観点から、所定の閾値加速度は15m/s2以上であることが好ましい。 In addition, from the viewpoint of improving the accuracy of control of the injection speed, the predetermined threshold acceleration is preferably 15 m/s2 or more .
また、射出装置14はランアラウンド回路を含むことが好ましい。射出装置14がランアラウンド回路を含む場合に、第1の実施形態の効果がより顕在化する。
It is also preferable that the
また、射出装置14がランアラウンド回路を含むことで、成形動作に必要な作動油の量及び消費電力を低減でき、ダイカストマシン100による環境負荷が低減できる。
In addition, since the
また、速度制御用バルブ56は、ロッド側室86からヘッド側室88への作動油の流れを許容しつつ、ロッド側室86から油タンク48への作動油の流れを遮断する第1状態と、ロッド側室86からヘッド側室88への作動油の流れを許容しつつ、ロッド側室86から油タンク48への作動油の流れを許容する第2状態との間で切り替え可能であることが好ましい。速度制御用バルブ56が上記構成を備えることで、第1の実施形態の効果がより顕在化する。
Furthermore, it is preferable that the
また、速度制御用バルブ56が第1状態にある場合に速度制御用バルブ56を通過する作動油の流量のサーボ指令値に対する変化率は、速度制御用バルブ56が第2状態にある場合に速度制御用バルブ56を通過する作動油の流量のサーボ指令値に対する変化率よりも小さいことが好ましい。速度制御用バルブ56が上記構成を備えることで、第1の実施形態の効果がより顕在化する。
In addition, it is preferable that the rate of change of the flow rate of hydraulic oil passing through the
また、第1状態における速度制御用バルブ56に対するサーボ指令値と射出速度の相関関数は小変化率領域を含み、第2状態における速度制御用バルブ56に対するサーボ指令値と射出速度の相関関数は第2の大変化率領域を含むことが好ましい。この構成により、第1の実施形態の効果がより顕在化する。
In addition, it is preferable that the correlation function between the servo command value for the
また、速度制御用バルブ56に対するサーボ指令値と射出速度の相関関数の第2の大変化率領域の平均変化率は、小変化率領域の平均変化率の5倍以上であることが好ましい。この構成により、第1の実施形態の効果がより顕在化する。
In addition, it is preferable that the average rate of change in the second large change rate region of the correlation function between the servo command value for the
以上、第1の実施形態によれば、射出装置におけるサーボ指令値と射出速度の相関関数が非線形の場合であっても、射出速度の制御の精度を向上できるダイカストマシンが実現できる。 As described above, according to the first embodiment, a die casting machine can be realized that can improve the accuracy of injection speed control even when the correlation function between the servo command value and the injection speed in the injection device is nonlinear.
(第2の実施形態)
第2の実施形態のダイカストマシンは、低速区間及び高速区間では、センサの測定値に基づきサーボ指令を補正するフィードバック制御を行う点で、第1の実施形態のダイカストマシンと異なる。以下、第1の実施形態と重複する内容については、一部記述を省略する。
Second Embodiment
The die casting machine of the second embodiment differs from the die casting machine of the first embodiment in that feedback control is performed to correct servo commands based on sensor measurement values in the low speed section and the high speed section. Hereinafter, some of the contents that overlap with the first embodiment will not be described.
図17は、第2の実施形態のダイカストマシンの一部のブロック図である。図17は、HMI34、制御装置32、射出シリンダ44、及び変位センサ52を含むブロック図である。
Figure 17 is a block diagram of a portion of the die casting machine of the second embodiment. Figure 17 is a block diagram including the
制御装置32は、記憶部32a、比較部32b、演算部32c、指令部32d、及び補正部32eを含む。
The
補正部32eは、例えば、変位センサ52の測定値に基づき、演算部32cで生成されるサーボ指令を補正する。補正部32eは、例えば、変位センサ52の測定値に基づき、プランジャ33の射出速度又はプランジャ33の位置の設定目標からのズレ量を補正するように、サーボ指令を補正する。
The
第2の実施形態のダイカストマシンの射出装置14では、低速区間及び高速区間では、変位センサ52の測定値に基づきサーボ指令を補正するフィードバック制御を行う。一方、加速区間では第1の実施形態と同様、フィードバック制御を行なわない。加速区間では第1の実施形態と同様、オープン制御を行う。
In the
図18及び図19は、第2の実施形態の演算部で生成されるサーボ指令の一例を示す図である。図18及び図19の横軸は時間、縦軸はサーボ指令値である。 Figures 18 and 19 are diagrams showing an example of a servo command generated by the calculation unit of the second embodiment. The horizontal axis of Figures 18 and 19 is time, and the vertical axis is the servo command value.
例えば、低速区間でフィードバック制御が行われることにより、指令時間t0の加速区間開始時サーボ指令値が、図9の相関関係から求められるE0に対してシフトしたEaとなる場合が想定される。図18は指令時間t0のEaがE0よりも小さい場合、図19は指令時間t0のEaがE0よりも大きい場合である。 For example, it is assumed that feedback control is performed in the low-speed section, and the servo command value at command time t0 at the start of the acceleration section becomes Ea, which is shifted from E0 obtained from the correlation in Figure 9. Figure 18 shows the case where Ea at command time t0 is smaller than E0, and Figure 19 shows the case where Ea at command time t0 is larger than E0.
加速区間開始時サーボ指令値がE0からEaにシフトした場合、第2の実施形態では補正部32eにより、図18及び図19に示すように、指令時間t0の加速区間開始時サーボ指令値がEaになるようにサーボ指令を補正する。
When the servo command value at the start of the acceleration section shifts from E0 to Ea, in the second embodiment, the
第2の実施形態のダイカストマシンによれば、上記補正により、第1の実施形態のダイカストマシンと同様の効果が実現できる。 The die casting machine of the second embodiment can achieve the same effect as the die casting machine of the first embodiment by the above correction.
以上、第2の実施形態によれば、射出装置におけるサーボ指令値と射出速度の相関関数が非線形の場合であっても、射出速度の制御の精度を向上できるダイカストマシンが実現できる。 As described above, according to the second embodiment, a die casting machine can be realized that can improve the accuracy of injection speed control even when the correlation function between the servo command value and the injection speed in the injection device is nonlinear.
第1及び第2の実施形態では、射出装置14におけるサーボ指令値と射出速度の相関関数が一つの小変化率領域を含む場合を例に説明したが、サーボ指令値と射出速度の相関関数は複数の小変化率領域を含んでも構わない。
In the first and second embodiments, an example was described in which the correlation function between the servo command value and the injection speed in the
第1及び第2の実施形態では、サーボ指令値と射出速度の相関関数が変曲点IPを含む曲線の場合を例に説明したが、相関関数は、例えば、複数の直線で形成され、変曲点IPを含まない関数であっても構わない。 In the first and second embodiments, the correlation function between the servo command value and the injection speed is a curve that includes an inflection point IP. However, the correlation function may be, for example, a function formed by multiple straight lines and that does not include an inflection point IP.
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。実施形態においては、ダイカストマシンなどで、本発明の説明に直接必要としない部分については記載を省略したが、必要とされる、ダイカストマシンなどに関わる要素を適宜選択して用いることができる。 The above describes the embodiments of the present invention with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to these specific examples. In the embodiments, the description of parts of the die casting machine and the like that are not directly necessary for the explanation of the present invention has been omitted, but the necessary elements related to the die casting machine and the like can be appropriately selected and used.
その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全てのダイカストマシンは、本発明の範囲に包含される。本発明の範囲は、特許請求の範囲及びその均等物の範囲によって定義されるものである。 All other die casting machines that incorporate the elements of the present invention and that can be modified by a person skilled in the art are included within the scope of the present invention. The scope of the present invention is defined by the scope of the claims and their equivalents.
10 型締装置
12 押出装置
14 射出装置
18 金型
18a 固定金型
18b 可動金型
20 制御ユニット
22 ベース
24 固定ダイプレート
26 可動ダイプレート
28 リンクハウジング
30 タイバー
31 スリーブ
32 制御装置
32a 記憶部
32b 比較部
32c 演算部
32d 指令部
32e 補正部
33 プランジャ
33a プランジャチップ
33b プランジャロッド
34 ヒューマンマシンインターフェース(入力装置)
44 射出シリンダ
46 油圧ポンプ
48 油タンク(タンク)
50 アキュムレータ
52 変位センサ(センサ)
53 圧力センサ
54 射出用バルブ
56 速度制御用バルブ(サーボバルブ)
56a 第1のバルブスリーブ
56b 第2のバルブスリーブ
56c スプール
58 方向切替バルブ
60 第1の開閉バルブ
62 第2の開閉バルブ
64 充填補充用バルブ
70a 第1の流路
70b 第2の流路
70c 第3の流路
70d 第4の流路
70e 第5の流路
70f 第6の流路
70g 第7の流路
80 ロッド
82 射出ピストン
84 シリンダチューブ
86 ロッド側室
88 ヘッド側室
100 ダイカストマシン
Ca 空洞
E0 加速区間開始時サーボ指令値
E1 第1のサーボ指令値
E2 第2のサーボ指令値
E3 加速区間終了時サーボ指令値
IP 変曲点
P1 第1の変化点
P2 第2の変化点
T0 初期所要時間
T1 部分区間所要時間
T2 終期所要時間
V0 初期速度
V1 第1の射出速度
V2 第2の射出速度
V3 終期速度
10
44
50
53 Pressure sensor 54
56a
Claims (15)
スリーブの中にプランジャを摺動させ、前記金型に液状材料を供給し、前記プランジャの射出速度を制御するサーボバルブを含み、前記サーボバルブに対するサーボ指令値と前記射出速度の相関関数は第1の大変化率領域、第2の大変化率領域、及び前記第1の大変化率領域と前記第2の大変化率領域との間に存在し前記第1の大変化率領域の変化率及び前記第2の大変化率領域の変化率よりも変化率の小さい小変化率領域を含む、射出装置と、
低速区間、加速区間、及び高速区間を含む前記射出装置の射出条件を入力する入力装置と、
前記プランジャの前記射出速度を制御する制御装置であって、
前記射出条件と、前記相関関数と、前記第1の大変化率領域から前記小変化率領域へ変化する第1の変化点における第1のサーボ指令値及び第1の射出速度と、前記小変化率領域から前記第2の大変化率領域へ変化する第2の変化点における第2のサーボ指令値及び第2の射出速度と、を記憶する記憶部と、
前記加速区間の中で前記第1の射出速度以上前記第2の射出速度以下の部分区間の、前記射出条件の射出加速度と所定の閾値加速度との大小関係を比較する比較部と、
前記比較部による比較結果に基づき前記第1のサーボ指令値の指令時間から前記第2のサーボ指令値の指令時間までの部分区間所要時間を決定し、決定された前記部分区間所要時間に基づき、前記サーボバルブに対するサーボ指令を生成する演算部と、
前記サーボ指令を前記サーボバルブに指令する指令部と、
を含む制御装置と、
を備え、
前記比較部による比較結果が、前記射出条件の前記射出加速度が前記閾値加速度より小さい場合には、前記部分区間所要時間を、前記第2の射出速度と前記第1の射出速度の差分を前記加速区間の終期速度と前記加速区間の初期速度の差分で除した値を比例係数とする比例式から算出される第1の値とし、
前記比較部による比較結果が、前記射出加速度が前記閾値加速度以上の場合には、前記部分区間所要時間を前記射出装置の特性から設定可能な最短時間である第2の値とすることを特徴とするダイカストマシン。 a mold clamping device that clamps the mold;
an injection device including a servo valve that slides a plunger in a sleeve, supplies liquid material to the mold, and controls an injection speed of the plunger, wherein a correlation function between a servo command value for the servo valve and the injection speed includes a first large change rate region, a second large change rate region, and a small change rate region that exists between the first large change rate region and the second large change rate region and has a smaller change rate than the first large change rate region and the second large change rate region;
an input device for inputting injection conditions of the injection device, the injection conditions including a low speed section, an acceleration section, and a high speed section;
A control device for controlling the injection speed of the plunger,
a storage unit that stores the injection condition, the correlation function, a first servo command value and a first injection speed at a first change point where the injection rate changes from the first large change rate region to the small change rate region, and a second servo command value and a second injection speed at a second change point where the injection rate changes from the small change rate region to the second large change rate region;
a comparison unit that compares the magnitude relationship between the injection acceleration of the injection condition and a predetermined threshold acceleration in a partial section that is equal to or higher than the first injection speed and equal to or lower than the second injection speed in the acceleration section;
a calculation unit that determines a partial interval required time from a command time of the first servo command value to a command time of the second servo command value based on a comparison result by the comparison unit, and generates a servo command for the servo valve based on the determined partial interval required time;
a command unit that issues the servo command to the servo valve;
A control device including:
Equipped with
When the comparison result by the comparing unit indicates that the injection acceleration of the injection condition is smaller than the threshold acceleration, the partial interval required time is set to a first value calculated from a proportional equation having a proportional coefficient obtained by dividing a difference between the second injection speed and the first injection speed by a difference between a terminal speed of the acceleration interval and an initial speed of the acceleration interval,
a comparison unit that compares the injection acceleration with the injection device to determine whether the injection acceleration is greater than or equal to the threshold acceleration, and that sets the partial interval required time to a second value that is the shortest time that can be set based on the characteristics of the injection device .
T1=t×(V2-V1)/(V3-V0)・・・(式1) 2. The die casting machine according to claim 1, wherein, when the partial interval required time is T1, the total acceleration time of the acceleration interval is t, the initial speed of the acceleration interval is Vo, the first injection speed is V1, the second injection speed is V2, and the final speed of the acceleration interval is V3, the proportional equation is the following equation 1, and the partial interval required time is the first value calculated by the following equation 1.
T1=t×(V2−V1)/(V3−V0) (Equation 1)
前記初期所要時間をT0とした場合に、前記初期所要時間は下記式2で算出される値とし、
前記終期所要時間をT2とした場合に、前記終期所要時間は下記式3で算出される値とすることを特徴とする請求項2記載のダイカストマシン。
T0=t×(V1-V0)/(V3-V0)・・・(式2)
T2=t-(T0+T1)・・・(式3) the calculation unit determines an initial required time from a command time of the servo command value at the start of the acceleration section to a command time of the first servo command value and a final required time from a command time of the second servo command value to a command time of the servo command value at the end of the acceleration section, and generates the servo command based on the determined initial required time and final required time;
When the initial required time is T0, the initial required time is a value calculated by the following formula 2,
3. The die casting machine according to claim 2, wherein the final required time is a value calculated by the following formula 3, where T2 is the final required time.
T0=t×(V1−V0)/(V3−V0) (Equation 2)
T2=t-(T0+T1) (Equation 3)
前記射出シリンダの射出ピストンの前進に伴って前記ロッド側室から排出される作動液を前記ヘッド側室へ流入させるランアラウンド回路と、
前記射出ピストンの前進に伴って前記ロッド側室から排出される作動液を受け入れるタンクと、を更に含み、
前記サーボバルブは、
前記ロッド側室から前記ヘッド側室への作動液の流れを許容しつつ、前記ロッド側室から前記タンクへの作動液の流れを遮断する第1状態と、
前記ロッド側室から前記ヘッド側室への作動液の流れを許容しつつ、前記ロッド側室から前記タンクへの作動液の流れを許容する第2状態と、の間で切り替え可能であることを特徴とする請求項1記載のダイカストマシン。 The injection device includes an injection cylinder having a rod side chamber and a head side chamber;
a run-around circuit for causing hydraulic fluid discharged from the rod side chamber to flow into the head side chamber as the injection piston of the injection cylinder advances;
a tank for receiving hydraulic fluid discharged from the rod side chamber as the injection piston advances,
The servo valve is
a first state in which the flow of hydraulic fluid from the rod side chamber to the head side chamber is permitted while the flow of hydraulic fluid from the rod side chamber to the tank is blocked;
2. The die casting machine according to claim 1, wherein the die casting machine is switchable between a first state in which the working fluid is permitted to flow from the rod side chamber to the head side chamber while permitting the working fluid to flow from the rod side chamber to the tank.
前記第2状態における前記相関関数は前記第2の大変化率領域を含むことを特徴とする請求項11記載のダイカストマシン。 the correlation function in the first state includes the small change rate region,
12. The die casting machine of claim 11, wherein the correlation function in the second state includes the second large rate of change region.
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