JPS60108155A - 射出速度制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技１！ｔＦ分野］ 木光明はタイカストマシンやＱＪ出成形我等の割出成形
装置にＪ３りる射出速度制御方法に関するものである。

［従来技術］ 第１図は標ｉ１（的なものとして考えられるダイカスト
マシンの射出シリンダＪ５　、Ｊ：び射出速度制御装置
の４を成因であイ）。図にａ３いて、射出シリンダ１の
ピストンロッド２に番よりツブリング３を介して射出プ
ランジャ４が連結され、この射出プランジャ４の先端に
は射出スリーブ５内を摺動するプランジレチップ６が固
定されている。ピストンロッド２の移動にＪ、ってプラ
ンジ１／デツプ６が０４出スリーブ５内で前進り−ると
、図示しない金型のキャビティ内に８瀉が射出されるよ
うになっている。

また、カップリング３にはストライカ７が連結されてお
り、このストライカ７によって複数のりミツ１〜スイツ
ヂε３ａ〜８ｅを順次オン・オフするようになっている
。リミッ］・スイッチ８ａはピストンロッド２の後退限
位置に設けられ、リミットスイッチ８ｂは射出される溶
湯が図示していない金型のグー１〜部にざしかかる直前
で低速射出をさらに低速にする位置、リミットスイッチ
８ｃは溶湯の一部が金型のグー１〜部を通り金型キャビ
ティ内に若干入って低速射出から中高速射出へ切行える
位置、リミットスイッチ８ｄは溶湯が金型キトビティ内
にかなり入って中高速射出から１１）速則出へ切替える
位置にそれぞれ設置Ｊられ、リミットスイッチ８ｅはピ
ストンロツド２の前進眼位ｌｒ１に設置ノられている。

一方、リミットスイッチ８　ａ　＝　８０の出力信舅は
信８検出器９へ入力され、この信ｇ検出器９の出ツノ信
号は制御信号発生器１０へ入力される。制御信号発生器
１０においては、この人力１．１号に基づいて射出プラ
ンジャ４の射出スＩ−Ｌ：ｌ−りが口」用途度の変更点
に達したかどうかが検出される。射出ストロークが剣山
速度の変更点に達したならば、速度設定８３１１にあら
かじめ設定されている］］標射出用途に対応したアナロ
グ信シ弓が制す１１信シｊ光牛器１０から油圧駆動形の
サーボパルプ１２に送出される。サーボパルプ１２は電
磁切替フｉ′１　ｄ　ａ　＼ゝ）液圧回路１３によっ−
ＣＣ出出シリンダ１接続ご゛れており、入力されたアナ
ログ（ｆｆｉ号に応じてその間瓜が制御され、これによ
って射出シリンダ１に導入する液量が調整され、射出シ
リンダ１内のピストンロッド２に連結された射出プラン
ジャ４の移動速度が制御される。すなわち、射出速度は
その変更点毎に送出される制御信号によって目標速度に
制御されることになる。

第２図はこのＪ：うへ制御によって変化する射出ｊ＊度
のパターンの一例を示Ｊ′グラフである。横軸に射出プ
ランジ鬼・のストローク、縦軸に射出速度をどっである
。ａ点は射出プランジャ４が連結されたピストンロツド
２が後退限位置にある状態であり、このとぎ、リミット
スイッチ８８〜８ｅはずべてオンになっている。そして
、射出プランジャ４が前進するにしたがってリミットス
イッチ８ａ〜８ｄは順次Ａ）になってゆ（。ここで、ま
ず、射出プランシト４を目標速度Ｖ曹に向って変化させ
、行程前半の１１（連載ではこの射出速度を保持して溶
湯を射出スリーブ内に充填しようとする。

やがて、溶湯が図示していない金型のゲート部にさしか
かった直前のｂ点でリミットスイッチ８１〕がオフにな
ると、射出速度がいったんＶ２に落ら、溶湯のｊＪスの
巻込みが極力おさえられ、溶湯の一部が金型のキャビデ
ィ内に少し入った状態の０点でリミットスイッチ８ｃが
オフになるど、次に、ｑツ出速度がＶ３に向（）て変化
し、洛賜が金型の一１トビティ内にかなり入って、射出
速度を非常に上げ−Ｃも溶湯中にガスの巻込みが（Ｊど
／Ｖど＜Ｋい状態になった点ｄでリミットスイッチＥ３
（１がＡ〕になったら、射出速度は■に向って立−りか
り、”Ｅ　Ｏ）　７１”；、＼１４の高３！射出速度を
保って射出がｔ−ｊな１つれる。、ぞして、溶ン易が金
型のキャビディ内に元弁に充填されて射出プランシト４
の前進が」１まれぽ口・１出が完了する。射出完了位置
は［点ηある。その後、０・Ｊ出された溶湯が凝固し、
冷ムｌ　Ｌ、たら、図示していない５Ｊ動金型の型間速
度に応じて射出プランジ亀・４も幾分前進する。そしで
、射出プランシト４の前進限でリミットスイッチ８ｅが
オフになれば、射出プランジ（・４を後退さＶる。勿論
、！Ｊ４出途中にａ３いて、射出速度の変更点をざらに
多く段【〕ると、その分だ（）多数のリミットスイッチ
が必要どなる。

また、多数のリミットスイッチを段【ノるかわりにマグ
ネスケールを用いて連続的にストローク位置を検出する
ことｂできる。

しかしながｌう、このような従来のものでは、ストロー
クの位置１３シコを発生Ｊ−るため検出手段として多数
のりミットスイッヂを配列しｌζす、マグネスケールを
設【ノたりＪ゛る必要があるため、装置が１：、１！１
価になり、ま１．：８変更点の設定が難しく、面倒であ
り、ジノ５：がって、現場で作業者に喜ばれないという
欠点があった。

ま７Ｃ％射出速度や速度変化のパターンなどをいろいろ
変えるのが面倒であるという欠点があった。

［発明の目的Ｊ３よび構成］ 本発明はこのような従来の欠点を解決するためになされ
たものであり、その目的とするところは、簡単な速度指
令手段や適宜選択し得る射出速度変更のパターンを用い
て、射出開始後の低速立上り作動時に、ある程度パター
ン化した射出速度の制御が簡便にできるよう′／ｅ１射
出速度制御方法を提供することにある。

本発明はこのような目的を達成するために、１１：う遠
域に［Ｉ３いて、高速射出速度と、射用途１良制御装置
にあらかじめ入力しておいた高速域後半にＪ３いて射出
速度をざらに増加させる傾向の増加パターン、射出速度
を減少させる傾向の減少パターン、もしくは、射出３！
度を変化させない傾向の不変パターンの三つのうちの二
つ以上のうちからいり゛れか一方を）！！ｉんだ速度変
更パターンと、速度を変更させる場合は、前記速度変更
パターンの始点をｌｔｔ令して制御するにうにしたもの
である。

［実施例］ 以下、本発明を実施例ｔこξ（づいて詳細に説明り葛。

第３図は本光明の〜実施例を適用したｑ・１出速麻制御
装置の構成図、第４図はその流量制御バルブの断面構造
図、第５図は射出速度のパターンを示すグラフである。

図において、第１．２図と同一部分には同符号を付して
、その説明【よ省略づる。

第３図において、ストライフＪ　７にはマグネスケール
７ａが取付【）られている。７ｂは磁気ヘッドであり、
マグネスクール７ａの移動と磁気ヘッド７ｂの作用で０
・１出プランジヤ４の移動位置は刻々演痺器３４に人力
される。

１４は（Ｉ１速射出速度段定器、１５は低速射出速度Ｖ
１から高速射出速度■への切替位置Ｃを設定するための
高速射出速度への切替位置設定器である。

したがって、第５図における点イは切替位ｉｃと低速割
出速度Ｖｌ′ｃ定められる。なお、マグネスケール７ａ
と磁気ｌ＼ラッドｂを用いないで、ストライカ７と高速
への切替指令用のりミツ１〜スイツチ８Ｃを用いた場合
ｉ；ｉ　、リミッ１〜スイッチ８Ｃが高速射出速度Ｗへ
の切替位置Ｃ設定器となる。

１６は低速射出）′／上りパターン指令器で、剣山開始
時に、射出速度がＯからスタートして低速射出速度ｖ１
に達づ−る；１での低速射出立上りパターンを、第５図
において実線で示すような比較的に急激な立上り状態の
パターンエにするか、あるいは、２点鎖線で示すような
比較的にゆるやかな立上り状態のパターン■にＪるかを
適宜選択して指令り“るものである。したがって、射出
スタートシて第５図にお１ノる点イに到るまでのカーブ
の軌跡は、前記点イに、ｌＩ３りる切替位置Ｃと低速射
用途ＨＱ　Ｖ＋と、選択指令しＩＣ低速射出立上りパタ
ーンとで定められる。勿論、この低速射出立上りパター
ンＧＪ：　２個に限定されるものではなく、３個以上段
（っておいでも良い。ただし、あまり多く設りても、装
置が複雑になるだ（プで、互いにかなり変わった立上り
状態も得られないので、実際は、２〜３個のパターンに
覆るのが実用的である。

１７は高速０４出速庶設定器であり、これにより１島速
割用途度＼侮が定められる。なお、低速射出速度から高
速射出速度への立上り状態ＬＬ、一般的にだミな程、金
型内の溶湯の流れ状態が良＜、Ｉｂい射出製品ができる
ことが多いとされているので、ここでは、後記するパル
スモータ２ｏの最大回転速度が常に指令されるようにし
ておき、ｎｉｍ射出速度立上りパターンは変えないこと
にしである。したがって、前記点イと高速射出速度Ｖ十
が定まれば、高速射出速度にコヱした点［１は白ずど定
−まる。勿論、この高速射用途１σ立上りパターンを、
第５図に承りように、点イでは速度がなめらかに上昇す
る増加速度特性をとり、魚目では速度がなめらかに一定
におらつく減加速度特性をとり、がっ、できるだけ早く
高速射出速度■に到達さゼうるパターンにしたい場合は
、時間毎に信号を出して制御する。

高速射出終端イ」近の点ハでは、第５図に実線で示ずよ
うな更に射出速度を上げるように指示Ｊ゛るパターン■
か、あるいは、２点鎖線で示すように射出速度を下げる
パターン■ｖか、または、従来のＪ：うに、−魚鎖線Ｃ
示ずように射出′ａ度を変化さけないパターンＶを選択
するようにしである。

′１８は射出ス１臼、１−クパ前記点イに達してがら速
１良変更パターンの始点である前記点ハに到達するまで
の時間］−を、例えば５０〜８Ｑｍｓｅｃがら選んで、
あらかじめ設定してａ３　＜ためのタイマである。なお
、点へに到るまでの時間下は、魚目がら計時するように
しても良い。場合によっては、ス（−〇−り９で点へを
指示するようにすることもできる。いずれにしでも、ｊ
慨ハに達し！こら、射出）＊度増減パターンを百たいと
ぎは、パターンｌｌ＋かパターンＩＶによって射出速度
を制御１ノるＪ、うに指令し、射出速度不変パターンを
Ｉｌｌたいどきは、パターンＶによっ−（、そのまま同
じ速度を保つように指令Ｊる。

１９は、高速射出終端部の射出速度変更パターン指令器
であり、点ハから前記パターンＩＩＩをとるか、パター
ンＩＶをとるか等の選択をし、指令リイ）ものである。

射出時にハリが多少ふいてしさしつかえｋいか緻密で梁
のない射出製品を冑たいときは、パターン■を選択し、
巣が多少あつ−Ｃも良いが、用１１冒１．１にパリがふ
かず、パリ取りなどの後行程を？″ｉ’　＜’ｉいたく
ないよう４１射出製品を１ｒ１１ｃいとさく３１、パタ
ーンＩＶを選択する。）／／Ｊ論、両力の間をとりたい
どさは、パターンＶをｊハ択する。パターン川の隻１合
（ユ、最終点にお（Ｊる最大射出速度Ｖ、ｔｔ、例え（
、Ｌ、１１１１通川出迭割出の２割増になるＪ、うにあ
らかじめ定めでおき、パターンＩＶ　Ｏ）場合１よ、最
終点【こおりる減速後の射出速度Ｖ６＋よ、例えば、高
速射出速度Ｗの２分の１にむるｊ、うにあらかじめ定め
てａ３　＜。勿論、これらの増減比は、常に一定になる
ように設定しておくＣどしできるし、適宜調整できるよ
うにしておくこともできる。高速射出速度■十に対する
これら速１宴変史パターン■、ＩＶの射出終了時点での
速度変化率を指令した場合は、大体において、速度増減
パターン■、ＩＶも自ずと決まることが多いので、高速
射出終端部の射出速度変更パターン指令器１９の代りに
、射出終了時点の速度変化率指令器を用いることもでき
る。

低速射出法１！Ｊ　ｕジ定器１４、高速射出速度への切
昌位置ＦＱ　ｌ＋Ｊ：’器゛１！ｊ、低速射出立上りパ
ターン指令：’、：＋　１６、高速射出速度設定器１７
、高速射出終端部にＪ−３ける剣山；中瓜変更用タイマ
１８、および、ｌ：：！７速川出終９に１；部の射出速
度変更パターン指令器′１９からの電気信号は、演粋器
３４に入力される。

演掠器３４は、これらの入力される信号と磁気ヘッド７
ｂから人力される信号とに基づいて、所定の点で所定の
射出速度が得られるＪ：うな速度制御を行なうための（
３号を、適宜制御パルス発生器３５に出力し、制御パル
ス発生器３　！ｊ１．Ｌ、イの信号に基づいて、０１出
プランシト４をあらかじめ設定された目標速度に制御す
るためのパルス信号を適宜用ツノする。このパルス信号
（，１、［１黒とＪる１４４出速度までの速度差Ｊ３よ
び時間によＶ（そのパルス数Ｊ３よびパルス周］！１１
が決められる。イしχ、パルスモータ２０は入ツノパル
スの数に比例した回転用だ１ノ、かつ、周ｉＵｌに逆比
例した早さく・回転り゛る。

この回転ににつて流■制御バルブ２１の聞１扶が敦化し
、開度に応じて射出ブランシトの移動通庶、すなわら射
出速度が制御される。＜ＫＪ３、前記各設定器１４．１
５．１７Ｊ３よび指令器１（３、′１９等は制御盤等に
設りられている。

流量制御バルブ２１は第４図に示ｔＪ、うに４１１１成
され−ＣＪ３す、バルブボディ２２に（，１、軸線方向
からの作動油流入口２３と、Ｉｌ’ｌｌｌ線と直角１〕
向への作動油流出環状）１４部２４ａと作動油流出１：
］　２　／ｌが形成され、その内部に軸線方向へ移動リ
インスプール２５が収容されている。スプール２５に喀
よ’ｌ’ｌｌｌ　Ｅｉ　ｒＪ向の貫通穴２　！、）　ｎ
が形成され、スプール２５の後部にはナツト’ｆｉｌｌ
　２６が一体に形成され、このナツト１１１１１１２６
の内部軸心部にはボールねじ２８を介しで４ａじ軸２７
が螺百されており、このねじ軸２７はジョイン！〜２９
によってパルスモータ２０の軸と連結されている。

なお、３０はノーツＩ−軸２６の回転を阻止し軸方向へ
の移動をガイドする４＝−１３１はナツト軸２６に設け
られた永久磁石、３２は対向ケーシング、３３は対向り
°−シング３２に設りられた永久磁石３１と対向り゛る
位置検出器である。

パルスモータ２０が回転すると、この回転に応じてスプ
ール２５が軸線方向に前後進して、バルブの開閉と開度
の調整を瞬時に行ない流量を制御゛す゛る。ターなわら
、この流ｍ制御バルブ２１（よ、軸線方向端面部に作動
油流入口２３を備え、側面に作動油流出［１２４を備え
たシリンダ状のバルブボディ２２内でスプール２５をパ
ルスモータ２０の作用で軸線方向に駆動して流量制御す
るものであり、作動油によるスプール２５の軸線方向ｌ
ｉｔ力をスプール２５の聞き聞及び移ＩＪＪ速度の増加
に応じて急激に低下させることにより、）１≧ｍの高速
Ｌ／、ｌ換えに必要な駆動ツノを軽減さけている。この
ため、流量制御バルブ２１による流Ｒの高速切換え性ｆ
ｉｌは非常に向上し、駆動力を軽減する。

この流量制御バルブ２１では、制御パルス発生器３５か
らの制御パルスにより、パルス〔−タ２０の・回転弔す
なわち回転角度が決より、この回転角度によりスプール
２５の聞きｆｆ１が決まり、この間ぎ聞によって０４出
シリンダ１への）Ａ≧吊が制御される。また、パルスモ
ータ２０の回転速度の大小にＪ：って流用の変化率ずな
わら０イ用途度の立上り状態が決まる。

このような構造の流用制御バルブ２１では、逮麿変更指
令を受りてから実際にスプール２（５が聞き始めるまで
の時間を最大１ミリ秒以下に１」ることが可能であり、
通常の流量制御バルブに比し【。

応答１１がシ々めて良くなり、バルブ聞ｌ３１Ｊなどの
作動性や操作精度も良くなる。

また、位置検出器３３は永久磁石３１の移動に感応する
近接スイッチを構成するので、ナツト軸２６やスプール
２５の移動距離を検知して制御装置にフィードバラフリ
′ることができる。また、スプール２５の零位置をこの
近接スイッチで検知し制御パルス発生）！ｊｊ　Ｊ　５
を介してパルスモータ２０をその位置に工程１［に止め
ることもできる。

この実施例では、このようなＩａ造のパルスモータ駆動
形の流量制御バルブを用いているので、イナーシャが小
ざくなって応答性が良くなり、制御が確実かつ容易に行
なえる。また、スプールスラスト力の増大も押えること
ができる。

次に本実施例の動作を第５図を参照して説明する。

まず、射出をｉ″１なう前には、あらかじめ低速射出３
１８度設定器１４ぐ１１（速射用速度Ｖ１を適宜設定し
、ｉ！′！ｌ速射出速度への切替位置設定器１５で低速
射出から高速射出への１，７７　ｅ？位ｆｆ１ｃを適宜
設定し、低速射出立上りパターン指令器１６で低速射出
立上りパターン■、１１のうらのどららかのパターンを
選択指令し、高７Ｊ！射出速度設定器１７で高速射出速
度■を設定し、高速Ｍｉｌ出終端部にａ３ける射出速度
変更用タイマ１８で高速射出への切口わりの点イから射
出速度変更の点へに到るまでに要りる時間Ｔを設定し、
高速用出終喘部の割用途石変更パターン指令器１９で速
度増減パターン■、ＩＶ　Ｘ速度不変パターンＶのうち
のいずれか一つのパターンを選択指令しておく。

ｆｌｉｌＪ御パルス発生器３５５に起動信号（図示Ｕす
゛）が入力されると、前記指令情報に応じて射出速度を
所定のパターンでＶ、に上ＲさＵるためのパルス出力が
パルスモータ２０に）ス出される３、これににつて、ｒ
Ａ≧吊制ｔａｌ＋バルブ２１が所定の迷１島でバｉ定口
ｉσ：１き、射出フランジ（・４はＶ、に対応する速度
よで増速した後、その速度を保持して移動り−る。やが
て、点イに達づると、ストロークＣの１１．１点（検出
信号に」；つて制御パルス発生器３３５【よ演樟器３４
に記録されＩζ情報に応じて射出速度を所定のパターン
でｖ４に上昇さびるためのパルス出ツノをパルスモータ
２０に送出する。これにＪ、って、流ｌ１６制御バルブ
２１が所定の速度で所定ｍ間さ、射出プランジャ４は■
に対応する速度まで増速する。そして、点イを通過する
時点から一定時間Ｔ（例えば５０〜８０ミリ秒）経過し
た時点で制御パルス発生器３５からパルス出ノｊがパル
スモータ２０に送出され、これによ−）で同様に流量制
御バルブ２１が聞ぎ割用途１哀は所定のパターンでＶｓ
まで急激に上界するか、または所定のパターンで■まで
減速するか、あるいは、■のままで変化しない。なお、
射出終了後、型開動作に応じて射出プランジャ４が前進
し、射出プランジ１７４が前進限まで行きつけば、制御
パルス発生器３５からパルスモーク２０を逆転させるパ
ルス出力が送出され、流ｍ制御＋バルブ２１はｊＪ　４
で閉じるとともに、通常の油圧ポンプ作動によって射出
プランジャ４を後退させる。

このように、炊求される製品の品質によって各設定器１
４、′１５．１７や指令器１６．１９等から信号が送ら
れるＪ、うになっている。

このような制御方法によると、射出プランジャ４　ＪＪ
よびピストン１」ラド２の移動行程中の位置検出手段ど
しては簡単なもので良く、かりにリミットスイッチを用
いる場合でも、後退限りミツ１−スイッチ、前進限りミ
ツトスイッチのほかには、イ１（速から高速への切替位
ｉｔに設定されたりミツトスイッチを１個、だり用いね
ば良く、高）木酸での変速点のタイミングは高速への切
替点からの一定１１．１間経過によって１ｇでいるため
、イ１１６検出用のリミットスイッチを多数並べなくて
ｂＪ、い。まＩＪ、一定時間を得るためのタイマ手段は
Ｏ１１単に４，１．ｊ成できるので、制御装置全体を４
１（価格にできる。。

［発明の効果］ このように本光明に係る射出通Ｉｆｆ制御ｌＪυ、によ
ると、に１．速ｑ」山行程の後半にＪ３いて、ｑ・ｊ用
途度を８速に増加させる時点等から一定時間経過後に口
・Ｊ用途度変更を行なうようにし、しかし、その射出速
度変更をあらかじめ定めてｄ３いた増減雪のパターンの
うちからどれか一つを選択指令してＧ’ｌ　ｆｉｌ　３
１１哀を制御するようにし７ｊので、制御の選定を極め
て簡単に行うことができ、希望する割出条（ｉ　ｌ＝二
人体適合した高速０・Ｊ出制御を得ることができるので
、現楊的であり、良好な射出製品を容易に１ｑや１−り
なる。

なＪ３、射出位ｉｒ’ｆの検出手段どしてリミットスイ
ッチを用いる場合は、前後限界用のリミットスイッチの
ばかに【Ｊ低速域終了勝点て動作する位置検出用のスイ
ツブを゛１個設（プるだ（プですむので、制御装置を−
し含め（部品点数が少なくなって描成がｆｌｉＩＱｉに
なり、Ｊ、ｌこ、削出速度変更点の設定も容易になり、
装置を低価格にできる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の射出速度制御装置の４７Ｍ成図、第２図
はそのＱ４出速度パターンの一例を示すグラフ、第３図
は本発明の一実施例を適用した射出速度制御装置の構成
図、第４図【よその射出速度制御装置に用いる流ｍ制御
バルブの一実施例を示１゛断面構造図、第５図はその射
出速度パターンの一実施例を示すグラフである。 １・・・射出シリンダ、２・・・ごストンロッド、７ａ
・・・マクネスケール、７ｂ・・・磁気ヘッド、４・・
・射出プランジャ、１３・・・液圧回路、１４・・・低
′ａ割出速度段定器、１５・・・高速割出速度への切替
位置設定器、１６・・・低速剣山立上りパターン指令器
、１７・・・高速射出速度設定器、１８・・・高速射出
終端部にお【ノる射出３ａ痘変更用タイマ、１９・・・
ｉ！”！＋速川割出端部の射出速度変更パターン指令器
、２０・・・パルスモータ、２１・・・流量制御バルブ
、３／Ｉ・・・演綿器、３５・・・制御〕１１パルス光
生器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 射出速度が行程前半での低速域と行程後半での高速域と
   を有し、流量制御弁を作動させて射出シリンダによる射
   出速度を制御づ−る割用途１良制陣り法にｄ′３いて、
   高速域にお（）る高速射出速度と、用用途度制ｔａｌｌ
   装置にあらかじめ人力しておいた。ｒ！＋７！ｈ域後半
   にｄ３いてｑ」比速度をざらに増加さυ−る傾向の増加
   パターン、射出速度を減少さＵる１ぽ１向の減少パター
   ン、Ｊ：　／；：’　ｆｔ　、射出速度を変化さけない
   １頃向の不変パターンの三つのうりの二つ以上のうｌう
   からいずれか一つを選んだ速度変更パターンと、速１良
   を変更ざじる揚台（よ、前記速庶変史パターンの始点と
   を指令して制御するようにしたａ）用途ｍｌ　Ｂｉ制御
   方法。