KR100215268B1 - 진공 다이케스팅내의 진공을 제어하는 방법 및 이를달성하기위한진공제어시스템 - Google Patents

진공 다이케스팅내의 진공을 제어하는 방법 및 이를달성하기위한진공제어시스템 Download PDF

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Abstract

진공다이캐스팅에서의 진공을 제어하는 방법 및 이 방법을 달성하기 위한 진공제어시스템은 진공밸브(19)를 개방하여 사출플런저(13)의 위치와 관련하여 가스제거를 시작하는 타이밍을 조절하여 가스가 캐비티내로 사출된 용해금속내에 포함될 수 없도록 한다.
이 방법은 제 1위치(Svo)로의 사출플런저(13)의 전진에 따라 캐비티(2)의 가스제거를 시작하도록 진공밸브(19)를 개방하는 단계, 사출플런저(13)가 용해된 금속의 사출을 완료하는 최종위치 바로 전의 제 2위치(Svc)에의 사출플런저(13)의 도달에 따라 진공시스템내에서 진공을 측정하는 단계, 측정된 진공을 소정의 기준진공과 비교하는 단계, 측정된 진공이 기준진공보다 높을때 다이를 향한 소정의 간격 만큼 또는 측정된 진공이 기준진공 보다 낮을때 다이로부터 이격된 소정의 간격만큼 제 1위치(Svo)를 이동시켜서 보정된 제 1위치를 세트하는 단계 및 사출플런저(13)가 그다음 사출사이클에서 보정된 제 1위치에 도달할때 진공밸브(19)를 개방하는 단계를 포함하고 있다.

Description

진공 다이케스팅내의 진공을 제어하는 방법 및 이를 달성하기 위한 진공제어시스템
제 1 도는 본 발명에 따른 바람직한 실시예에서의 진공제어시스템의 구성을 도시한 선도,
제 2 도는 가스제거수단으로서 칠링벤트를 채용한 본 발명에서 사용되는 진공제어기의 사시도,
제 3 도는 가스제거수단으로서 채용되는 금속의 차단밸브의 개략 단면도,
제 4 도는 진공이 기준 진공보다 높은 상태하에서의 사출 사이클동안에 진공변화곡선과 사출속도곡선을 나타낸 모니터의 디스플레이를 도시한 선도,
제 5 도는 진공이 기준 진공보다 낮은 상태하에서의 사출 사이클동안에 진공면화곡선과 사출속도곡선을 나타낸 모니터의 화면을 도시한 선도,
제 6 도는 본 발명의 진공제어시스템에 의해서 수행되는 진공제어 프로그램의 순서도,
제 7 도는 종래의 진공제어시스템의 구성을 도시한 선도.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 다이 2 : 캐비티
3 : 진공밸브 7 : 진공펌프
10 : 용해된 금속 11 : 사출슬리브
12 : 탕구 13 : 사출플런저
19 : 진공밸브 20 : 칠링벤트
22 : 위치검출수단 23 : 진공비교수단
26 : 데이터 저장수단 41 : 진공측정수단
[발명의 배경]
[밭명의 분야]
본 발명은 진공의 캐비티를 소정의 범위로 제어함으로써 용해된 금속을 다이의 캐비티내로 사출하였을때 용해된 금속내의 가스의 포함으로 인해 블로우 호울의 형성을 방지하여 주조의 품질을 안정화시키기 위한 진공다이캐스팅내의 진공을 제어하는 방법에 관한 것이다.
[관련된 기술의 설명]
종래의 진공다이캐스팅 기계용 공지의 진공제어시스템은 캐비티를 형성하기 위하여 서로 결합되는 고정다이와 가동다이를 포함하는 다이를 가지고 있다. 캐비티는 진공밸브를 구비한 진공라인에 의해서 진공장치에 연결되어 있다. 진공장치는 진공탱크와 진공펌프를 포함하고 있다. 진공탱크는 진공펌프로 비워지고 진공펌프에 의해서 높은 진공으로 유지된다. 그러므로, 캐비티는 진공밸브가 개방되는 순간에 비워진다. 필터와 진공게이지는 진공밸브의 하류측상의 위치에서 진공라인에 위치된다.
압력하에 용해된 금속을 캐비티내로 밀어넣는 사출슬리브는 소정의 위치에서 탕구를 구비하고 있으며 용해된 금속을 가압하는 사출플런저는 사출슬리브내에 미끄럼이동 가능하게 끼워져 있다. 사출플런저에 결합된 사출램은 압력을 용해된 금속에 적용시키기 위하여 사출실린더 액츄에이터에 연결되어 있다. 도그가 사출램상에 장착되어 도그가 사출플런저의 작동과 관련하여 진공밸브의 개폐작동을 조정하도록 소정의 위치에서 제 1리미트스위치와 제 2리미트스위치의 액츄에이터와 접촉한다. 이 리미트스위치는 진공밸브의 개폐작동을 제어하기 위하여 릴레이에 연결되어 있다.
용해된 금속이 레이들로부터 탕구를 통하여 사출슬리브내로 주입된 후 사출플런저가 시작위치로부터 사출플런저에 의해서 탕구를 폐쇄하는 제 1위치로 전진하면, 도그는 제 1리미트스위치를 폐쇄하도록 제 1리미트스위치의 액츄에이터를 타격하며, 이에 따라 릴레이의 접촉은 폐쇄되며 진공밸브의 솔레노이드는 여자화되고 진공밸브는 개방된다.
결과적으로, 캐비티가 진공밸브를 통하여 진공탱크와 연이어 통하고 진공으로 신속하게 비워져서 용해된 금속이 캐비티내의 진공의 협동작용과 사출플런저의 전진에 의해서 캐비티내로 유동하기 시작한다. 사출플런저는 더 전진하고 사출플런저가 제 2위치에 도달함에 따라 도그는 제 2리미트스위치의 액츄에이터를 타격하며, 이에따라 릴레이의 접촉이 개방되고 그 결과 진공밸브는 용해된 금속을 캐비티내로 주입하는 것을 완료하기전에 바로 폐쇄된다.
따라서 충분하게 비워진 캐비티는 용해된 금속으로 신속하게 충전된다.
하지만, 종래의 진공다이캐스팅 기계에 있어서, 개폐작동을 하는 진공밸브의 타이밍은 제 1 및 제 2리미트스위치와 도그사이의 위치관계에 의해서만 달성되고 진공제어와는 관계없다. 그러므로, 용해된 금속과 함께 가스가 캐비티내로 흡수되는 것은 가능하다. 사출플런저가 탕구에 도달하기전 또는 사출슬리브내로 주입된 용해금속의 표면이 사출슬리브의 중심축선의 레벨 아래에 있을 때 진공밸브가 개방되면, 용해된 금속은 가스를 함유하여 캐비티내로 흡수된다. 이러한 현상은 블로우호울에 의해서 캐스팅의 품질을 저하시킨다. 고속사출스트로크를 달성하기 위하여 사출플런저에 필요한 시간이 대단히 짧고 진공밸브 즉 솔레노이드 밸브의 작동지연으로부터 큰 차이가 없으므로 진공밸브의 개폐작동을 적당하게 조정하는 것은 대단히 어렵다. 미합중국 특허 제 5,022,457호에 개시된 다이캐스팅 기계의 제어기에는 진공밸브의 작동타이밍의 기술이 개시되어있다. 블로우 호울을 방지하여 캐스팅의 품질을 안정화시키기 위해서는 진공제어는 진공밸브의 작동타이밍뿐만 아니라 진공제어도 중요하다.
캐비티가 일정한 진공으로 유지되는 동안에 캐비티를 용해된 금속으로 채우는 것이 블로우호울을 방지하는데 효과적이라는 것은 공지되어 있다. 하지만, 용해된 금속양이 항상 일정하지 않고 진공제어가 진공센서에 의해서 측정된 진공에서 발생된 오차와 용해된 금속의 변화량을 포함하는 다양한 요소의 결합결과에 의해서 영향을 받고 사출주기가 몇초만큼 짧기 때문에 측정된 진공에 반응하는 피드백 제어를 통하여 일정한 진공을 유지하는 것은 어렵다. 따라서, 진공게이지상의 눈금을 눈으로 읽음으로써 얻어진 데이터를 기초로하여 진공을 제어하는 것이 통상 실시되어 왔다.
[발명의 요약]
본 발명은 종래기술의 상기 문제점을 해결하는데 있고 그러므로 본 발명의 목적은 용해된 금속을 캐비티내로 사출할 때 공기가 용해된 금속내에 포함되지 않도록 압력하의 용해된 금속을 캐비티내로 밀어넣기 위하여 플런저의 위치와 관련하여 진공밸브의 작동을 적당하게 조정하여 캐비티내의 진공을 제어함으로써 블로우호울이 없는 고품질의 캐스팅을 얻는데 있다.
상기 목적을 고려하여, 본 발명은 용해된 금속을 사출플런저에 의해서 다이내에 형성된 캐비티내로 사출하는 단계, 용해된 금속을 캐비티내로 흡수하기 위하여 캐비티에 연결된 진공시스템내에 포함된 진공밸브를 개방하는 단계, 및 압력을 캐비티내에 사출되는 용해된 금속에 적용하는 단계를 포함하는 진공다이캐스팅용 진공제어방법을 제공한다.
이 방법은 제 1위치로의 사출플런저의 전진에 따라 캐비티에서 가스를 제거하기 시작하도록 진공밸브를 개방하는 단계, 사출플런저가 용해된 금속의 사출을 완료하는 최종위치 바로전에 제 2위치로의 사출플런저의 도달에 따라 진공시스템내의 진공을 측정하는 단계, 측정된 진공을 소정의 기준진공과 비교하는 단계, 측정된 진공이 기준진공보다 높을 때 다이를 향한 소정의 간격만큼 또는 측정된 진공이 기준진공보다 낮을 때 다이로부터 이격된 소정의 간격만큼 제 1위치를 이동시켜서 보정된 제 1위치를 세트하는 단계, 및 사출플런저가 그 다음 사출사이클에서 보정된 제 1위치에 도달할 때 진공밸브를 개방하는 단계를 포함하고 있다.
사출플런저의 제 2위치와 최종위치는 미리 결정되며 진공의 측정은 사출사이클의 시작에 따라 시작된다. 데이터를 진공에서 얻도록 진공은 시간축상에서 매순간 측정되며, 사출플런저가 제 2위치에 있을 때에 측정된 진공은 기준진공과 비교되며, 측정된 진공과 기준진공사이의 차이는 진공의 데이터를 기초로하여 시간으로 변환된다. 시간은사출플런저의 위치를 보정하기 위한 보정으로 변환되며 보정은 그 다음 사출사이클을 위한 사출플런저의 보정된 제 1위치를 결정하도록 제 1위치에 추가된다.
다이에 형성된 캐비티에 연결되는 진공시스템, 진공시스템을 캐비티에 연결하고 진공시스템을 캐비티로부터 분리하기 위한 진공밸브, 진공시스템을 통하여 캐비티를 비우기 위한 진공장치 및 용해된 금속을 캐비티내로 사출하기 위한 사출플런저로 이루어진 진공다이캐스팅기계와 조합하여 사용하기 위한 본 발명에 따른 진공제어시스템은, 진공시스템내의 진공을 측정하기 위한 진공측정수단, 사출플런저의 위치를 검출하기 위한 위치검출수단, 사출사이클의 시작후 소정의 주기에서 취해진 진공 데이터를 저장하기 위한 데이터저장수단, 캐비티내로 용해된 금속의 사출을 완료하기 바로전에 측정된 진공과 소정의 기준진공을 비교하기 위한 제어기,
측정된 진공이 기준진공보다 높을 때 제 1위치가 다이를 향해 소정의 간격만큼 이동하도록 또는 측정된 진공이 기준진공보다 낮을 때 제 1위치가 다이로부터 이격된 소정의 간격만큼 이동하도록 진공밸브를 개방하는 제 1위치를 보정하기 위한 진공밸브 개방위치 보정수단을 포함하고 있다.
이 진공제어시스템에는, 공기벤트수단이 단지 가스만을 통과시키기 위하여 용해된 금속이 진공시스템내로 유동할 수 없도록 용해된 금속의 선두를 응고시키는 주름진 가스제거통로를 가진 칠링벤트일수 있거나, 또는 캐비티내로 사출된 용해된 금속의 관성을 사용하여 가스만을 통과시키는 차단밸브를 가지고 있다.
바람직하게는, 진공검출수단은 진공센서 및 이 진공센서에 평행하게 연결된 체크밸브를 포함하고 있다.
진공제어시스템은 측정된 진공이 소정의 진공범위 보다 낮을 때 알람신호 또는 다이캐스팅 멈춤신호를 발생하기 위한 알람신호발생수단 및 알람신호를 수신함에 따라 알람을 발생시키는 알람장치를 구비할 수 있다.
진공제어시스템은 시간에 따른 진공의 변화 및 사출플런저의 속도와 사출사이클의 상태를 표시하는 매개변수를 계산하기 위하여 위치검출수단에 의해서 제공된 데이터와 저장수단내에 저장된 진공 데이터를 처리하기 위한 데이터 처리수단 및 데이터 처리수단의 출력을 표시하며 시간에 따른 진공의 변화를 나타내는 진공변화곡선 및 시간에 따른사출속도의 면화를 나타내는 사출속도곡선 및 매개변수을 표시하는 모니터를 구비할 수 있다.
사출플런저가 제 1위치로 전진하면, 가스제거작동은 시작되며, 진공은 사출플런저가 용해된 금속의 사출을 완료하는 최종위치 바로전의 제 2위치에 사출플런저가 도달함에 따라 측정되며, 이 측정된 진공이 기준진공보다 높을 때 진공밸브를 개방시키는 제 1위치는 소정의 간격만큼 전방으로 이동된다.
결과적으로, 진공밸브가 그 다음 사출사이클에서의 캐비티의 압력을 감소시키기 위해 개방될때의 시간은 진공이 용해된 금속의 사출완료 바로전에 일정한 진공과 일치되도록 지연된다.
진공이 필터의 막힘과 같은 어떤 이유로 인해 낮아지면, 사출플런저가 진공밸브를 개방시키는 위치는 용해된 금속을 사출시키기 위하여 사출플런저의 전진방향에 대해 후방으로 이동되어 진공밸브가 그 다음 사출사이클에서 더 빠른 시기에 캐비티의 비움을 시작하도록 더 빠른 시기에 개방하도록 한다. 결과적으로, 캐비티내의 진공은 설정된 범위내에서 자동적으로 유지될 수 있다.
캐비티내의 진공이 기준진공보다 상당히 낮아지면, 알람은 자동적으로 발생된다.
사출사이클의 상태는 모니터상에 나타난 진공변화곡선과 사출속도곡선을 사용한 리얼타임모드로 모니터될 수 있다.
[발명의 상세한 설명]
본 발명이 이전에 기술된 종래기술의 근본적인 문제점과 비교하여 이해되도록 종래의 진공제어시스템이 제 7 도를 참조하여 설명된다.
도시된 진공제어시스템은 캐비티(2)를 형성하도록 서로 결합된 고정다이(1a)와 가동다이(1b)로 이루어진 다이를 가지고 있다. 캐비티(2)는 진공밸브(3)를 구비한 진공라인(4)에 의해서 진공장치(5)에 연결되어 있다. 진공장치(5)는 진공탱크(6)와 진공펌프(7)를 포함하고 있다. 진공탱크(6)는 진공펌프로 비워지고 진공펌프(7)에 의해서 고진공으로 유지된다. 그러므로, 캐비티(2)는 진공밸브(3)가 개방되는 순간에 비워진다. 필터(8)와 진공게이지(9)는 각각 진공밸브(3)의 하류측에의 위치에서 진공라인내에 위치되어 있다. 진공게이지(9)는 모니터링을 하기 위하여 진공시스템내의 진공을 가르킨다. 압력하의 용해된 금속(10)을 캐비티(2)내로 밀어넣기 위한 사출슬리브(11)는 소정의 위치에 탕구(12)를 구비하고 있고 용해된 금속(10)을 가압하기 위한 사출플런저(13)는 사출슬리브(11)내에 미끄럼이동 가능하게 끼워진다. 사출플런저(13)에 결합된 사출램(14)은 압력을 용해된 금속(10)에 적용시키기 위하여 도시안된 사출실린더 액츄에이터에 연결되어 있다. 도그(16)는 사출램(14)상에 장착되어 도그(16)가 사출플런저(13)의 작동과 관련하여 진공밸브(3)의 개폐작동을 조정하도록 소정의 위치에서 제 1리미트스위치(15a)와 제 2리미트스위치(15b)의 액츄에이터와 접촉하도록 한다. 리미트스위치(15a,15b)는 개폐작동하는 진공밸브(3)를 제어하기 위하여 릴레이(18)에 연결되어 있다. 용해된 금속이 도시안된 레이들로부터 탕구(12)를 통하여 사출슬리브(11)내로 주입된 후 사출플런저(13)가 초기위치로부터 사출플런저(13)에 의해서, 탕구(12)를 폐쇄시키는 제 1위치까지 간격(Svo)만큼 전진시키면, 도그(16)는 제 1리미트스위치(15a)를 폐쇄시키도록 제 1리미트스위치(15a)의 액츄에이터를 타격하며, 이에 따라 릴레이(18)의 접촉은 폐쇄되고 진공밸브(3)의 도시안된 솔레노이드는 여자화되고 진공밸브(3)는 개방된다. 결과적으로, 캐비티(2)가 진공밸브(3)를 통하여 진공탱크(6)와 연이어 통하고 진공으로 신속하게 비워져서 용해된 금속(10)이 사출플런저(13)의 전진과 캐비티(2)내의 진공의 협동작용에 의해서 캐비티(2)내로 유동하기 시작한다. 사출플런저(13)는 더 전진하며 사출스트로크(Svc)를 이동한 후 제 2위치로의 사출플런저(13)의 도달에 따라, 도그(16)는 제 2리미트스위치(15b)의 액츄에이터를 타격하며, 이에 따라, 릴레이(18)의 접촉은 개방되며 결과적으로 진공밸브(3)는 캐비티(2)내로의 용해된 금속(10)의 주입을 완료하기 바로전에 폐쇄된다. 따라서 충분하게 비워진 캐비티(2)는 용해된 금속(10)으로 신속하게 충전된다.
그러나, 이 종래의 진공다이캐스팅 기계에 있어서, 개폐작동하는 진공밸브(3)의 타이밍은 리미트스위치(15a,15b)와 도그(16)사이의 위치관계에 의해서만 달성되고 진공제어에는 관계없다. 그러므로 가스가 용해된 금속(10)과 함께 캐비티(2)내로 흡수되는 것은 가능하다. 사출플런저(13)가 탕구(12)에 도달하기전 또는 사출슬리브(11)내로 주입된 용해된 금속(10)의 표면이 사출슬리브(11)의 중심축선의 레벨아래에 있을때 진공밸브(3)가 개방되면, 용해된 금속(10)은 가스를 포함하여 캐비티(2)내로 흡수된다. 이러한 현상은 블로우호울에 의해서 캐스팅의 품질을 저하시킨다.
고속 사출스트로크를 완료하기 위하여 사출플런저(13)에 필요한 시간이 대단히 짧고 진공밸브(3) 즉 솔레노이드밸브의 작동지연으로부터 큰 차이가 없으므로, 진공밸브의 개폐작동을 적당하게 조정하는 것은 대단히 어렵다. 블로우 호울을 방지하여 캐스팅의 품질을 안정화시키기 위해서는 진공밸브의 작동의 타이밍뿐만 아니라 진공의 제어도 중요하다. 캐비티가 일정한 진공으로 유지되는 동안에 캐비티에 용해된 금속을 채우는 것은 블로우호울을 방지하는데 효과적이다. 하지만, 용해된 금속량이 항상 일정하지않기 때문에 측정된 진공에 반응하여 피드백제어를 통해 일정한 진공을 유지하는 것은어려우며, 진공제어는 진공센서에 의해서 측정된 진공에 도입된 오차와 용해된 금속의변화량을 포함하는 다양한 요소 결합결과에 의해서 악영향을 받으며 사출주기는 몇초만큼 짧아진다. 따라서, 진공게이지상의 눈금을 눈으로 읽음으로써 얻어진 데이터를 기초하여 진공을 제어하는 것이 통상 실시되어 왔다.
본 발명에 따른 바람직한 실시예에 있어서 진공다이 캐스팅내의 진공을 제어하는 방법 및 상기 방법을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 진공제어시스템은 수반한 도면을 참조하여 설명될 것이다.
본 발명에 따른 바람직한 실시예에 있어서의 진공시스템의 형상을 도시한 제 1 도에는 제 7 도에 도시된 구성요소와 대응하는 구성요소가 동일한 참조번호로 표시되었고 이들요소의 설명은 생략한다.
본 발명을 구체화하는 진공제어시스템을 도시한 제 1 도를 참조하면 다이(1)에 형성된 캐비티(2)를 진공탱크(6)에 연결한 진공라인(4)은 필터(8)와 진공솔레노이드밸브(19)를 구비하고 있다. 진공솔레노이드 밸브(19)는 가스제거를 위해 개방된다. 이 실시예는 솔레노이드 밸브(19)가 개방될 때 캐비티내의 가스제거를 위한 공기벤트수단으로서 다이 캐스팅에서 통상 사용되는 칠링벤트(20)를 채용한다. 칠링벤트(20)는 다이(1)에 부착되어 있고 진공라인(4)은 칠링벤트(20)에 의해서 캐비티(2)와 연이어 통하고 있다.
제 2 도에 도시된 바와같이, 칠링벤트(20)는 다이(1)의 가동다이(1b)에 끼워지고 주름진 벤트통로(33)를 구비한 몸체(32)를 가지고 있다. 주름진 벤트통로(33)는 런너에 의해서 캐비티(2)와 연이어 통하고 있다. 진공이 캐비티(2)내에서 발생되면, 캐비티내에 있는 가스는 주름진 벤트통로(33)를 통하여 진공라인(4)내로 흡수되며, 한편, 캐비티(2)에 충전되고 주름진 벤트통로(33)까지 흡수된 용해된 금속은 주름진 벤트통로(33)위에서 정지하도록 냉각되고 응고된다. 따라서, 단지 가스는 캐비티(2)로부터 주름진 통로(33)를 통하여 제거된다.
제 3 도에 도시된 금속의 차단밸브(36)는 공기벤트수단으로 칠링벤트(20)대신 채용될 수 있다. 금속의 차단밸브(36)는 벤트챔버(38), 벤트챔버(38)내에 끼워진 스풀(39) 및 벤트통로(37a,37b)를 구비하고 있다. 스풀(39)은 단지 가스를 통기시키도록 용해된 금속의 관성력에 의해서 제 3 도에 도시된 바와같이 위로 이동된다. 캐비티(2)에 연결된 런너의 조인트는 벤트챔버(38)내로 개방하는 출구끝을 가진 벤트통로(37a,37b)에 연결되어 있다. 스풀(39)이 용해된 금속의 상향관성력에 의해서 상승되어 벤트통로(37a,37b)의 출구끝을 폐쇄하여 가스만 벤트통로(37a,37b)를 통하여 유동될 수 있다.
제 1 도에 도시된 바와같이, 진공센서(41) 즉 진공검출수단, 및 체크밸브(40)는 캐비티(2)내로 개방되도록 다이(1)에 형성된 포트(42)(제 2 도)에 연결되어 있다. 캐비티(2)내로 주입되는 용해된 금속이 사출플런저(13)에 의해서 가압되고 소정의 레벨을 초과한 포지티브 압력이 진공센서(41)에 작용되면, 체크밸브(40)는 진공센서(41)의 손상을 방지하기 위하여 개방된다.
사출플런저(13)의 위치를 검출하기 위한 위치검출수단(22)은 사출플런저(13)에 결합된 램(14)에 부착되는 자기스케일(22a) 및 자기스케일(22a)의 변위를 측정하기 위한 변위게이지 또는 센서(22b)를 포함하고 있다. 변위센서(22b)는 사출플런저(13)의 변위에 비례하는 펄스신호를 제공한다. 진공센서(41)와 변위센서(22b)의 출력신호는 제어기(23)에 전달된다. 제어기(23)는, 마이크로프로세서를 포함하는 중앙처리 유니트(25), 입력데이타 및 처리된 데이타를 저장하는 RAM과 ROM으로 이루어진 메인저장유니트(26),입력포오트(24) 및 출력포오트(27)를 가지고 있다.
중앙처리유니트(25)는 입력포오트(24)를 통하여 진공센서(41), 변위센서(22b) 및 키이보드(28) 즉 진공제어에 필요한 설정데이타를 입력시키기 위한 입력장치에 연결되어 있다. 출력장치는 작동상태의 정보를 나타내는 곡선등을 표시하기 위한 CRT(29), 알림장치(30) 및 알람램프(31)를 포함하고 있으며 진공밸브(19)는 출력포오트(27)에 연결되어 있다.
실시예의 작동이 사출과정과 관련하여 아래에서 설명될 것이다. 제 4 도는 사출플런저(13)의 위치에 대응하는 진공 및 샷속도를 도시한 타임차트이다. 제 4 도에서 곡선(A)은 샷속도 즉 사출플런저(13)의 이동속도를 나타내며 곡선(B)는 측정된 진공의 변화를 나타낸다. 영의 진공은 대기압에 대응하며 더높은 진공은 대기압에 대응하는 라인 아래위치에 도시되어 있다.
사출플런저(13)가 이동하여 제 1위치에 도달하는 제 1스트로크는 Svo로 표시되고 사출플런저(13)가 이동하여 제 2위치에 도달하는 제 2스트로크는 Svc로 표시된다. 사출플런저(13)가 제 1위치에 도달함에 따라 진공밸브(19)를 개방시키는 신호는 제공된다.
제 2위치는 사출플런저(13)가 캐비티(2)에 용해된 금속을 채우기 위한 사출작동을 완료하는 최종위치 바로 전이다. 스트로크(Svo, Svc) 및 기준진공(Ho)을 포함하는 설정데이타는 다이캐스팅 기계의 주조 사이클을 위한 초기상태를 설정하기 위하여 키이보드(28)를 작동시킴으로써 미리 도입된다.
제어기(23)의 작동은 제 6 도에 도시된 순서도를 참조하여 설명된다.
주조 사이클이 시작됨에 따라, 변위센서(22b)에 의해서 측정된 사출플런저(13)의 위치(S)를 나타내는 신호는 중앙처리유니트(25)에 전달된다. 사출플런저(13)는 제 1스트로크(Svo)를 통하여 전진하며 제 1위치로의 사출플런저(13)의 도달은 스텝(S1)에서 검출된다. 중앙처리유니트(25)는 스텝(S2)에서의 진공밸브(19)를 개방하도록 진공밸브(19)의 솔레노이드를 여자화시키기 위한 신호를 도시하지 않은 구동회로에 전달한다. 결과적으로, 캐비티(2)는 진공탱크(6)에 연결되어 있고 캐비티(2)내의 가스는 칠링벤트(20)를 통하여 제거된다. 그다음에, 캐비티(2)내의 진공은 곡선(B)를 따라 증가되고 캐비티(2)는 용해된 금속으로 신속하게 채워진다. 가스제거를 시작함에 따라, 진공센서(41)의 출력을 기초로 하여 캐비티(2)내의 진공결정은 스텝(3)에서 시작된다. 소정의 주기에서의 측정에 의해서 얻어진 진공데이타는 제어기(23)의 메인 저장유니트(26)에 저장된다. 제 2스트로크(Svc)를 통하여 스텝(4)으로 전진한후 제 2위치에 사출플런저(13)의 도착을 검출함에 따라, 캐비티(2)가 용해된 금속으로 충전완료 바로전 시기에서의 진공(H)은 스텝(5)에서 측정되고 진공(H)은 기준진공(Ho)와 비교된다.
진공밸브(19)가 비교결과에 따라 개방되는 시간에 관련한 사출플런저(13)의 제 1스트로크(Svo)를 보정하기 위한 위치보정과정은 그다음 사출사이클을 위하여 보정된 제 1스트로크를 결정하도록 실행된다. 측정된 진공(H)이 기준진공(Ho)과 동일하거나 또는 Ho±α의 허용가능한 범위내에 있을때, 즉, 스텝(S6)에서의 결정이 예일때, 어떤 보정도 이루어지지 않으며 프로그램은 그 다음 사출사이클을 시작하도록 스템(S16)을 통하여 스텝(S1)으로 복귀된다.
측정된 진공(H)이 제 4 도에 도시된 바와 같이 허용가능한 범위의 상한(Ho+α)보다 높을때 즉 스텝(S7)에서의 결정이 예일때, 소정의 보정(△S)은 제 1스트로크(Svo)에 부가되며 이것에 의해 사출플런저(13)는 진공밸브를 개방하는 제 1위치에 도달하게 전진하여 그다음 사출사이클에서의 진공밸브(19)를 개방하는 시간을 지연하기 위하여 보정(△S)에 의해서 제 1스트로크(Svo)를 증가시키는 만큼 보정(△S)에 의해서 제 1위치를 다이(1)를 향해 이동시킨다. 따라서, 사출플런저는 스트로크(Svo+△S)를 이동시켜 그다음 사출사이클에서 진공밸브(19)를 개방시키는 보정된 제 1위치에서 도달하도록 한다.
사출플런저(13)가 제 1위치에 도달하도록 전진하는 제 1스트로크(Svo)는 시간에 따라 진공의 변화를 나타내는 저장된 데이타를 기초로 하여 보정되고 제 4 도에서의 곡선(B)으로 표시된다. 제 4 도에서 도시된 선도에 의해서 표시되는 사출사이클의 모드에 있어서 사출이 완료되는 최종위치 바로 전에 사출플런저(13)가 제 2위치에 있는 시간에서의 진공(H)은 기준진공(Ho)보다 더 높다. 진공(H)과 기준진공(Ho)사이의 차이는 대응시간차이(△t)로 전환될 수 있다. 시간차이(△t)가 보정(△S)에 대응하는 것이라고 가정한다. 그다음에 진공(H)은 제 1스트로크(Svo)가 △S만큼 증가되면 그다음 사출사이클에서의 곡선(B1)를 따라 시간에 변화되고 사출완료 바로 전의 진공은 기준진공(Ho)과 일치 한다.
측정된 진공(H)이 제 5 도에서의 곡선(B)으로 표시된 바와 같이 기준진공(Ho)보다 낮으면, 즉 스텝(S7)에서의 결정이 아니오이면, 보정은 그다음 사출사이클에서의 진공밸브(19)를 개방시키는 타이밍을 앞당기도록 제 1스트로크(Svo)에서 이루어진다. 스텝(S9)에서, 제 2스트로크(Svc)를 통하여 이동한후 사출플런저(13)가 제 2위치에 도달하는 시간에서 취한 측정된 진공(H)은 다이캐스팅기계의 상세 및 다이캐스팅 조건에서 미리 고려되어 결정된 낮은 제어범위(Z)와 비교된다. 측정된 진공(H)이 낮은 제어범위(Z)보다 낮으면, 필터(8)가 막히고 알람신호가 스텝(S10)에서의 CRT(29)와 알람장치(30)에 전달되고 다이캐스팅 기계를 멈추게 하는 신호가 스텝(S11)에서 제공된다.
측정된 진공(H)이 낮은 제어범위(Z)보다 낮지 않고 낮은 진공(H-α)보다 더 낮을때 즉 스텝(S12)에서의 결정이 예일때, 보정(△S)은 그다음 사출사이클을 위해 진공밸브(19)를 개방하는 타이밍을 앞당기도록 스텝(S13)에서의 제 1스트로크(Svo)로부터 감해진다. 사출플런저(13)가 제 1위치에 도달하도록 전진하는 제 1스트로크(Svo)는 시간에 따라 진공의 변화를 나타내는 저장된 데이타를 기초하여 보정되고 곡선(B)에 의해서 표시된다. 사출플런저(13)가 제 2스트로크를 통하여 제 2위치로 이동될때 취해진 진공(H)과 기준진공(Ho)사이의 차이는 대응 시간차이(△t)로 전환되며 시간차이(△t)는 보정(△S)으로 변환된다. 사출플런저(13)의 제 1스트로크(Svo)는 그다음 사출사이클을 위하여 보정된 제 1스트로크를 결정하기 위하여 보정(△S)에 의해서 감소된다. 그다음에, 진공은 곡선(B2)을 따라 시간과 함께 변화되고 사출완료 바로 전의 진공(H)은 기준진공(Ho)과 일치된다.
제 1스트로크(Svo)는 탕구(12)의 위치에 대한 고정값(E)보다 더 커야만 한다. 스텝(S14)에서, 보정된 제 1스트로크(Svo)는 고정값(E)과 비교된다. 보정된 제 1스트로크(So)가 고정값(E)보다 더 작으면, 알람장치(30)는 스텝(S15)에서 알람을 발생시킨다.
진공센서(41)에 의해서 측정된 측정진공이 어떤 이유로 인해 크게 높다는 사실에도 불구하고 사출사이클이 진공밸브(19)를 개방하는 초기 설정시간을 변화시키지 않고 반복되면, 캐비티(2)는 신속하게 비워지고 그러므로 가스가 용해된 금속내에 포함될 수 있다. 그러므로, 진공밸브(19)를 개방하는 타이밍은 사출플런저(13)가 소정의 보정에 의해서 진공밸브(19)를 개방하는 제 1위치에 도달하도록 전진하는 제 1스트로크를 증가시킴으로서 지연된다. 따라서 캐스팅에서의 불로우호울 형성이 제거될 수 있다.
측정된 진공이 필터(8)등의 막힘으로 인해 크게 낮아지면, 사출플런저(13)가 진공밸브(19)를 개방하는 제 1위치로 전진하는 제 1스트로크는 진공밸브(19)가 개방하는 타이밍을 앞당기도록 감소된다. 결과적으로, 캐비티(2)의 가스제거는 캐비티내의 진공이 예견된 모드로 시간과 함께 변화될 수 있도록 더 일찍이 시작된다.
캐비티(2)내의 가스가 칠링벤트(20)를 통하여 제거되므로 진공밸브(19)는 용해된 금속의 사출완료에 따라 강제적으로 폐쇄되지 않아도 된다. 그러므로, 진공밸브(19)를 폐쇄하는 타이밍의 변화에 기인하는 오차는 제거되고 제어작동의 정확성은 향상된다.
제 5 도에 도시된 바와 같이 시간에 따른 진공의 변화를 표시한 곡선은 사출사이클 동안 CRT(29)상의 다른 데이타와 함께 전개된다. 제 5 도에서, 곡선(A)은 시간에 따른사출플런저(13)의 샷속도의 변화를 나타내며 곡선(Bz)은 진공에 대한 제어범위를 나타낸다. 사출완료 바로 전의 시간에서의 진공(H)이 낮은 제어범위(Z)보다 더 낮을때, 다이케스팅 기계는 정지된다. 진공변화는 시간에 따라 측정된 진공의 변화를 나타내는곡선(B) 및 시간으로 진공의 예견된 변화를 나타내는 곡선(B1) 또는 곡선(B2)으로부터 리얼-타임 모드에서 가시적으로 실현될 수 있다.
중앙처리유니트(25)는 샷속도가 급속하게 증가하는 사출속도곡선(A)상의 속도변화지점(P)를 결정하고 속도변화지점(P)에서의 진공(X)을 계산하도록 위치센서(22)의 출력 펄스신호를 처리한다. 진공(X)이 매우 높으면, 용해된 금속이 캐비티(2)내로 돌진하여 진공밸브(19)가 막힐 수 있다. 그러므로, 진공(X)이 진공밸브(19)가 폐쇄될 때의 타이밍지점(C)에서의 측정된 진공(H)보다 높을때 알람은 발생된다. 사출속도가 급속하게 증가될 때의 타이밍에서의 진공(X)과 진공밸브(19)가 폐쇄될때의 측정된 진공(H)을 포함하는 사출사이클 모니터링하기에 필요한 매개변수는 시간에 따라 진공의 변화를 나타내는 곡선(B,B2)와 실례의 방식으로 제 5 도에 도시된 샷속도 곡선(A)과 함께 CRT(29)상에 전개된다. 측정된 진공(H)이 낮은 제어범위(Z)보다 낮을때, 메세지 NG는 실패된 진공다이캐스팅을 의미한다.
상기 설명으로부터 명백한 바와 같이, 본 발명에 따라, 그다음 사출사이클 위하여 진공밸브를 개방하여 캐비티의 가스제거를 시작하는 셧 플런저의 위치는 사출완료 바로전의 타이밍에서의 측정된 진공과 기준진공사이의 차이에 따라 결정되어 사출완료 바로전의 타이밍에서의 실제 진공이 허용가능한 범위에 있을 수 있도록 한다. 따라서, 용해된 금속내의 가스의 포함으로 인해 블로우호울 형성은 방지될 수 있고 캐스팅의 품질은 안정화 될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예가 도시되고 설명되었지만, 이 명세는 예시의 목적이고 다양한 변화 및 보정은 첨부된 클레임에 구성된 본 발명의 범위로 부터 이탈하지 않고 이루어질 수 있다.

Claims (8)

  1. 용해된 금속을 사출플런저에 의해서 다이내에 형성된 캐비티내로 사출하는 단계, 용해된 금속을 캐비티내로 흡수하기 위하여 캐비티에 연결된 진공시스템내에 포함된진공밸브를 개방하는 단계, 및 압력을 캐비티내에 사출된 용해된 금속에 적용하는 단계로 이루어진 진공다이캐스팅용 진공제어방법에 있어서, 제 1위치(Svo)로의 사출플런저(13)의 전진에 따라 캐비티내의 가스를 제거하기 시작하도록 진공밸브(19)를 개방하는 단계, 사출플런저가 용해된 금속의 사출을 완료하는 최종위치 바로 전에 제 2위치(Svc)로의 사출플런저(13)의 도달에 따라 진공시스템내의 진공을 측정하는 단계, 측정된 진공(H)을 소정의 기준진공(Ho)과 비교하는 단계, 측정된 진공이 기준진공보다 높을때 다이(1)를 향해 소정의 간격(△S)만큼 또는 측정된 진공이 기준진공보다 낮을때 다이(1)로부터 이격된 소정의 간격(△S)만큼 제 1위치(Svo)를 이동시켜서 보정된 제 1위치를 세트하는 단계, 및 사출플런저(13)가 그 다음 사출사이클에서 보정된 제 1위치에 도달할때 진공밸브(19)를 개방하는 단계를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 진공 다이캐스팅용 진공 제어방법.
  2. 제 1항에 있어서, 사출플런저(13)의 제 2위치(Svc)와 최종위치는 미리 결정되며; 진공의 측정은 사출사이클의 시작에 따라 시작되며, 데이타를 진공에서 얻도록 시간축상에서 진공이 매순간 측정되며; 사출플런저가 제 2위치(Svc)에 있을때에 측정된 진공은 기준진공(Ho)과 비교되며; 측정된 진공과 기준진공사이의 차이는 진공 데이타를 기초로하여 시간으로 변환되며; 시간은 사출플런저의 위치를 보정하기 위한 보정(△S)으로 변환되며; 그리고 제 1위치(Svo)는 그다음 사출사이클을 위한 사출플런저의 보정된 제 1위치를 결정하도록 보정(△S)을 사용함으로써 보정되는 것을 특징으로 하는 진공 다이캐스팅용 진공제어방법.
  3. 다이내에 형성된 캐비티에 연결되는 진공시스템, 진공시스템을 캐비티에 연결하고 진공시스템을 캐비티로부터 분리하기 위한 진공밸브, 진공시스템을 통하여 캐비티를 비우기 위한 진공장치 및 용해된 금속을 캐비티내로 사출하기 위한 사출플런저로 이루어진 진공다이캐스팅기계와 조합하여 사용하기 위한 진공제어시스템에 있어서, 진공시스템내의 진공을 측정하기 위한 진공측정수단(41); 사출플런저(13)의 위치를 검출하기 위한 위치검출수단(22); 사출사이클의 시작후 소정의 주기에서 취해진 진공 데이터를 저장하기 위한 데이터저장수단(26); 캐비티(2)내로 용해된 금속의 사출을 완료하기 바로 전에 측정된 진공(H)과 소정의 기준진공(Ho)을 비교하기 위한 제어기(23); 그리고 측정된 진공(H)이 기준진공(Ho) 보다 높을때 제 1위치가 다이(1)를 향해 소정의 간격(△S)만큼 이동하도록 또한 측정된 진공(H)이 기준진공(Ho)보다 낮을때 제 1위치(Svo)가 다이로(1)로부터 이격된 소정의 간격(△S)만큼 이동하도록 진공밸브(19)를 개방하는 제 1위치(Svo)를 보정하기 위한 진공밸브 개방위치 보정수단을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 진공제어시스템.
  4. 제 3항에 있어서, 진공밸브가 개방될때 단지 가스만을 캐비티로부터 진공시스템내로 도입하기 위한 공기벤트수단(20,36)을 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 진공제어 시스템.
  5. 제 4항에 있어서, 공기벤트수단은 단지 가스만을 통과시키고 용해된 금속이 진공시스템내로 유동할 수 없도록 용해된 금속의 선두를 응고시키는 주름진 가스제거 통로(33)를 가진 칠링벤트(20)와 캐비티내로 사출된 용해된 금속의 관성을 이용함으로 써 단지 가스만을 통과시키는 차단밸브(36)중의 하나인 것을 특징으로 하는 진공제어시스템.
  6. 제 5항에 있어서, 진공검출수단은 진공센서(41) 및 진공센서를 보호하기 위하여 진공센서에 평행하게 연결된 체크밸브(40)를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 진공제어시스템.
  7. 제 3항에 있어서, 측정된 진공(H)이 소정의 진공범위(Z)보다 낮을때 알람신호 또는 다이캐스팅 멈춤신호를 발생하기 위한 알람신호 발생수단 및 알람신호를 수신함에 따라 알람을 발생시키는 알람장치(30)를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 진공제어시스템.
  8. 제 3항에 있어서, 시간에 따른 진공의 변화와 사출플런저의 속도 및 사출사이클의 상태를 표시하는 매개변수를 계산하도록 위치검출수단(41)에 의해서 제공된 데이터와 저장수단(26)내에 저장된 진공데이터를 처리하기 위한 데이타 처리수단(25); 및 데이타 처리수단의 출력을 표시하며 시간에 따라 진공의 변화를 나타내는 진공변화곡선 및 시간에 따라 사출플런저의 속도의 변화를 나타내는 사출속도곡선 및 매개변수를 표시하는 모니터(29)를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 진공제어시스템.
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