JPH04279268A - ダイカストマシンのスリーブ／チップの異常検出方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、射出メカニズムとして
射出スリーブ内を前後進するプランジャチップをもつダ
イカストマシンにおけるスリーブ／チップの異常検出方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】コールドチャンバ式のダイカストマシン
においては、公知のように、１ショット毎に溶解炉から
レイドル（ｌａｄｌｅ　）で汲み取った溶湯を射出スリ
ーブ内に注ぎ込み、射出シリンダ（油圧シリンダ）によ
ってプランジャチップを射出スリーブ内で前進駆動する
ことにより、型締された金型のキャビティ（鋳造品形成
用空間）に溶湯を射出・充填するようになっている。こ
のため、経時使用により射出スリーブとプランジャチッ
プに摩耗が生じることは避け切れず、摩耗が進行すると
スリーブとチップの間のクリアランスが大きくなってこ
の間に溶湯が入り込んで固化し、プランジャチップの摺
動負荷が著しく増大して良好な鋳造制御が行えなくなり
、やがてはプランジャチップが摺動不能になる。よって
、この種のコールドチャンバ式のダイカストマシンにお
いては、射出スリーブとプランジャチップは消耗部品と
して取り扱われており、摩耗が進行すると部品交換を必
要とする。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した射
出スリーブ及びプランジャチップの交換を単に定期的に
行うと、使用時間の少ないマシンにおいては未だ充分に
使用に耐えるシリンダとチップの交換を行うことになり
不経済であるし、また、連続使用時間が多く酷使される
マシンや何らかの要因で偏摩耗等が生じた場合には、定
期交換の時期が来る前にスリーブ／チップが使用に耐え
ないものとなってしまう。しかしながら、従来は連続シ
ョット中に、スリーブ／チップの摩耗が許容限度を超え
たか否かを特定して判別する手法がないため、適正タイ
ミングでスリーブ／チップの交換を行えないばかりか、
射出異常が生じた場合にもこれがスリーブ／チップの摺
動異常に起因するものであるかどうかを迅速・的確に把
握することが困難であった。

【０００４】何となれば従来は、射出シリンダのヘッド
側油圧測定センサによってプランジャチップの前進行程
中の高速射出行程時の射出圧力を監視したり、同じく高
速射出行程時の射出速度を監視し、連続ショット中に、
急に高速射出圧力が大きくなったり、高速射出速度が遅
くなったりした時に射出異常と判定するようにしていた
が、この場合の異常要因は、■射出スリーブとプランジ
ャチップの摩耗による圧力上昇並びに速度低下■溶湯温
度低下（例えば、炉の異常、給湯機異常、射出タイミン
グ異常、低速射出速度の低下異常等に起因する）による
ゲート抵抗増大のための圧力上昇並びに速度低下に大別
されるため、異常要因の特定が行えなかった。なお、上
記した高速射出圧力や高速射出速度は、金型（製品）に
よって各々その適正値が異なるため、金型交換を行うた
びに、圧力及び速度の上下限値を設定する必要もあった
。

【０００５】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
その目的とするところは、射出スリーブとプランジャチ
ップの相対摺動異常を特定して的確に把握可能で、以っ
て、適正タイミングでスリーブ／チップの交換を促すこ
とができるダイカストマシンを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成するため、型締めされた金型のキャビティ内に、射
出スリーブ内を前進するプランジャチップによって溶湯
を射出・充填するようにしたダイカストマシンのスリー
ブ／チップの異常検出方法において、前記プランジャチ
ップを駆動する射出シリンダのロッド側に圧力測定セン
サを設けて、該圧力測定センサによる前記プランジャチ
ップの後退行程時の計測データをマイクロコンピュータ
が判別し、この計測データが許容範囲を超える値である
際には前記マイクロコンピュータが異常判定を下すよう
にされる。

【０００７】

【作用】プランジャチップが後退する際には、射出シリ
ンダ（油圧シリンダ）に対する負荷は、主に射出スリー
ブとプランジャチップ間の摺動抵抗となり、この際の摺
動抵抗負荷を射出シリンダのロッド側油圧値として捉え
るようにされる。すなわち、従前は設けられていなかっ
た射出シリンダのロッド側にも油圧圧力センサを付設し
、この油圧圧力センサによるプランジャチップ後退時の
計測圧力情報が、マシン全体の制御を司るマイクロコン
ピュータ（以下マイコンと称す）に送出され、マイコン
は計測圧力値が許容範囲を超えたか否かを１ショット毎
に判定する。そして、プランジャチップ後退時の射出シ
リンダのロッド側油圧値が、許容範囲を超えるとマイコ
ンはスリーブ／チップ異常と判定し、この旨をマシンに
付設されたディスプレイ装置にアラームメッセージとし
て表示させると共に、必要に応じマシンを緊急停止させ
る。なお、プランジャチップ後退時のスリーブ／チップ
間の摺動抵抗は、金型種別には全く依存しない一義的に
定まる固有の計測ファクターであるため、プランジャチ
ップ後退時の射出シリンダのロッド側油圧値の許容範囲
（設定上限値）を金型交換毎に変更する必要は全くない
。

【０００８】斯様にすることにより、スリーブ／チップ
摩耗による異常を特定して的確に把握でき、適正時期に
スリーブ／チップの交換を促すことができる。しかも、
高速射出圧力や高速射出速度の異常による射出異常判定
が下された場合でも、プランジャチップ後退時の射出シ
リンダのロッド側油圧値が許容範囲内にあれば、射出異
常の要因としてスリーブ／チップ異常を除外することが
可能となる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の１実施例を図１〜図３によっ
て説明する。図１は本実施例に係るダイカストマシンの
簡略化した説明図、図２は射出シリンダ系統の油圧回路
を簡略化して示す説明図、図３は射出シリンダのヘッド
側圧力とロッド側圧力とを対比して示す説明図である。

【００１０】図１において、１はマシンのベースフレー
ム、２は該ベースフレーム１上に固設され固定金型３が
取り付けられた固定盤、４はベースフレーム１上に所定
量位置調整可能に配置された支持盤、５は固定盤２と支
持盤４との間に架設された複数本のタイバー、６はタイ
バー５に挿通され可動金型７が取り付けられた可動盤、
８は支持盤４に取付けられた型開閉用駆動源たる型締め
シリンダ、９は型締めシリンダ８のピストンロッド８ａ
先端のクロスヘッド１０に連結されたリンク機構で、該
リンク機構９の端部は支持盤４並びに可動盤６にそれぞ
れ連結されている。そして、型締シリンダ８のピストン
ロッド８ａの前後進により、公知のようにリンク機構９
が伸長もしくは折り縮められ、これに伴って可動盤６が
前後進されて型開閉動作が行なわれるようになっている
。なお、１１は可動盤６に取り付けられたイジェクトシ
リンダで、図示せぬイジェクトプレート並びにイジェク
トピンを駆動し、型開き時に可動金型７にホールドされ
た製品（鋳造品）を可動金型７から押し離すようになっ
ている。

【００１１】１２は前記固定盤２に取り付けられた射出
スリーブで、その先端部は前記固定金型３の溶湯注入口
まで延出している。１３は前記ベースフレーム１上に設
置された射出シリンダ（油圧シリンダ）で、そのピスト
ンロッド１３ａにはカップリング１４を介してプランジ
ャ体１５が連結されており、該プランジャ体１５の先端
のプランジャチップ１５ａが上記射出スリーブ１２内を
前後進可能とされている。そして、プランジャチップ１
５ａが後退位置にある時に、上記射出スリーブ１２の溶
湯供給口１２ａから図示せぬレイドルによって１ショッ
ト分の溶湯が射出スリーブ１２内に供給され、この後所
定秒時を経た射出開始タイミングに至ると、上記射出シ
リンダ１３によってプランジャチップ１５ａが前進駆動
されて、型締めされた前記固定金型３と可動金型７間の
キャビティ（鋳造品形成空間）へ溶湯がが射出・充填さ
れるようになっている。

【００１２】１６はマシン全体の動作制御などを司るマ
イコンで、射出動作、型開閉動作、イジェクト動作等の
鋳造行程全体の制御や、実測データの演算・格納処理等
々を実行する。このマイコン１６は、実際には各種Ｉ／
Ｏインターフェイス、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵ等を具備
したもので構成され、予め作成された各種プログラムに
従い各種処理を実行するも、本実施例においては、鋳造
条件設定記憶部１７、鋳造プロセス制御部１８、実測値
記憶部１９、及び異常判定部２０を備えたものとして以
下の説明を行う。なお、２１並びに２２は、ダイカスト
マシンに備えられたキー入力装置並びにカラーＣＲＴデ
ィスプレイよりなるディスプレイ装置である。

【００１３】上記鋳造条件設定記憶部１７には、上記キ
ー入力装置２１等によって入力された各種運転条件値が
、書き替え可能な形で記憶されている。この運転条件値
としては、例えば、プランジャチップ前進行程時の段階
制御される速度や圧力に関するデータ、プランジャチッ
プ後退行程時の制御圧力データ、型閉じ（型締め）スト
ロークと速度制御条件並びに型締力、型開きストローク
と速度制御条件、イジェクト制御条件等々が挙げられる
。

【００１４】前記鋳造プロセス制御部１８は、予め作成
された鋳造プロセス制御プログラムと鋳造条件設定記憶
部１７に格納された設定条件値とに基づき、マシンの各
部に配設されたセンサ群（位置センサ、圧力センサ、温
度センサ等）からの計測情報Ｓ１，Ｓ２，…ＳＮ及び自
身に内蔵されたクロックからの計時情報を参照しつつ、
ドライバ群２３（油圧シリンダの制御弁用のドライバ、
エアシリンダの制御弁用のドライバ、ヒータドライバ等
）を介して対応する駆動源を駆動制御し、一連の鋳造行
程を実行させる。なお図１において、Ｓ１は前記射出シ
リンダ１３のヘッド側の油圧を検出するヘッド側圧力測
定センサ２４からの出力信号を、Ｓ２は同じく射出シリ
ンダ１３のロッド側の油圧を検出するロッド側圧力測定
センサ２５からの出力信号をそれぞれ示している。また
、２６は射出シリンダ１３用の電磁制御弁群を模式的に
示している。

【００１５】前記実測値記憶部１９には、連続自動鋳造
運転時における予め設定されたモニタ項目の総べての実
測データが、連続する所定回数のショットにわたって取
り込まれる。取り込まれるモニタ項目としては、■時間
監視項目、■位置監視項目、■速度監視項目、■圧力監
視項目、■温度監視項目、■電力監視項目等が挙げられ
る。

【００１６】前記異常判定部２０は、実測値記憶部１９
のデータを取り込み、予めケーススタディした図示せぬ
異常判定テーブルの内容を参照して、異常が発生してい
ないかを常時監視している。そして、該異常判定部２０
が異常事態の発生を認知すると、例えば警音を発生させ
ると共に、図示せぬアラームメッセージ格納部から対応
する異常項目のメッセージ情報を引出し、前記ディスプ
レイ装置２２にアラームメッセージを強制表示させるよ
うになっている。また、異常内容が所定レベル以上のも
のと判定された場合には、この旨を示す信号が異常判定
部２０から前記鋳造プロセス制御部１８に送出され、鋳
造プロセス制御部１８がマシンを緊急停止させるように
なっている。

【００１７】図２は、前記射出シリンダ１３系統の油圧
回路をごく模式的に表わす図で、１３，１３ａ，２４，
２５は、それぞれ前記した射出シリンダ，ピストンロッ
ド，ヘッド側圧力測定センサ，ロッド側圧力測定センサ
である。同図において、２７は油圧ポンプ、２８はタン
ク、２９，３０，３１はそれぞれヘッド側の出入切替え
制御弁，絞り制御弁，開閉制御弁であり、３２，３３，
３４はそれぞれロッド側の出入切替え制御弁，絞り制御
弁，開閉制御弁である。前記プランジャチップ１５ａの
前進行程時には、ヘッド側の出入切替え制御弁２９並び
にロッド側の出入切替え制御弁３２はそれぞれ図示左位
置におかれ、この状態で開閉制御弁３１，３４を適宜切
替え制御すると共に、絞り制御弁３０の絞り量を制御す
ることで、プランジャチップ１５ａ前進時の速度並びに
ヘッド側圧力が適宜切替え制御されると共に、背圧のＯ
Ｎ／ＯＦＦ切替え制御が行われる。また、プランジャチ
ップ１５ａの後退行程時には、ヘッド側の出入切替え制
御弁２９並びにロッド側の出入切替え制御弁３２はそれ
ぞれ図示右位置におかれ、所定ロッド側圧力による高速
後退制御が行われる。

【００１８】図３はプランジャチップ１５ａの前進／後
退に伴う射出シリンダ１３のヘッド側圧力とロッド側圧
力との関係を示す図であり、同図の上半分が前記ヘッド
側圧力測定センサ２４の出力を、下半分が前記ロッド側
圧力測定センサ２５の出力をそれぞれ示している。同図
に示すように、射出開始タイミングにＴｓに至ると、プ
ランジャチップ１５ａ（前記ピストンロッド１３ａ）は
例えば１３０ｋｇｆ／ｃｍ２　程度の圧力で低速前進さ
れてエア抜きが行われ、この際には射出シリンダ１３の
ロッド側には所定の背圧がかけられる。次に、プランジ
ャチップ１５ａは例えば３０〜４０ｋｇｆ／ｃｍ２　程
度の圧力で高速前進されて、溶湯のキャビティ内への急
速圧入が行われ、続いて、例えば２６０ｋｇｆ／ｃｍ２
　程度の高圧力でキャビティ側へプランジャチップ１５
ａをさらに押圧する増圧行程が実行され、この間は無背
圧状態とされる。次に、型開き動作の初期にプランジャ
チップ１５ａが例えば１３０ｋｇｆ／ｃｍ２　程度の圧
力でさらに所定量だけ前進駆動されて、これにより、固
化した製品を固定金型３から突き出して製品を可動金型
７側に確実にホールドさせ、この突き出し行程時には、
射出シリンダ１３には再び所定の背圧がかけられる。

【００１９】上記した突き出し行程の終了後、プランジ
ャチップ１５ａ（ピストンロッド１３ａ）は所定秒時だ
け前進限位置に停め置かれ、この後チップ後退開始タイ
ミングに至ると、前記射出シリンダ１３のロッド側油室
に後退用の圧油が供給されて、プランジャチップ１５ａ
（ピストンロッド１３ａ）が例えば３０ｋｇｆ／ｃｍ２
　程度の圧力で後退駆動される。この際、射出シリンダ
１３のヘッド側は無負荷（無背圧）状態とされ、プラン
ジャチップ１５ａは高速後退される。なお図３に示すよ
うに、プランジャチップ１５ａの後退行程時においてヘ
ッド側には僅かな圧力が立っているが、これは主に配管
抵抗によるものである。

【００２０】本発明においては、上記したプランジャチ
ップ１５ａ（ピストンロッド１３ａ）の後退行程時の射
出シリンダ１３のロッド側の油圧を、前記ロッド側圧力
測定センサ２５の計測情報により前記したマイコン１６
が１ショット毎に認知し、これによってスリーブ／チッ
プ間摺動異常が生じているか否かを判定するようになっ
ている。すなわち、マイコン１６内の前記異常判定部２
０が、最新ショットのプランジャチップ１５ａ後退行程
時の射出シリンダ１３のロッド側圧力値と予め設定され
ている許容範囲値とを対比し、計測圧力値が許容範囲内
にあれば正常、計測圧力値が許容範囲上限値を超えれば
異常と判定するようになっている。例えば本実施例にお
いては、プランジャチップ１５ａ後退時のロッド側油圧
値が、図３のＡ部の２点鎖線で示すように５０ｋｇｆ／
ｃｍ２　を超えれば異常と判定し、前述したように警音
を発生させてマシンを緊急停止させると共に、前記ディ
スプレイ装置２２にスリーブ／チップ異常である旨を強
制割込み表示させるようになっている。

【００２１】斯様にプランジャチップ１５ａが後退する
時の射出シリンダ１３のロッド側油圧を監視することに
より、換言するなら他の異常要因が混在する虞がないス
リーブ／チップ摺動抵抗のみを主に反映する計測情報を
監視することにより、スリーブ／チップ摩耗異常を特定
して的確に把握でき、適正時期にスリーブ／チップの交
換を促すことが可能となる。なお参考までに述べると、
従来は図３のＢ部で射出異常を測定していたため、前述
したように異常要因ファクターが複数存在し、スリープ
／チップ異常が特定困難なものであった。

【００２２】以上、本発明を図示した実施例によって説
明したが、当業者には本発明の精神を逸脱しない範囲で
種々の変形が可能であり、スリーブ／チップ摩耗異常を
判定するための許容上限値も任意に設定可能であること
は言うまでもない。

【００２３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、射出スリ
ーブとプランジャチップの相対摺動異常を特定して的確
に把握可能で、以って、適正タイミングでスリーブ／チ
ップの交換を促すことができるダイカストマシンが提供
でき、その価値は多大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るダイカストマシンの簡略
化した説明図である。

【図２】本発明の実施例に係る射出シリンダ系統の油圧
回路をごく簡単化して示す説明図である。

【図３】本発明の実施例に係る射出シリンダのヘッド側
圧力とロッド側圧力とを対比して示す説明図である。

【符号の説明】

１　　ベースフレーム ２　　固定盤 ３　　固定金型 ４　　支持盤 ５　　タイバー ６　　可動盤 ７　　可動金型 ８　　型締めシリンダ ９　　リンク機構 １２　　射出スリーブ １２ａ　　溶湯供給口 １３　　射出シリンダ １３ａ　　ピストンロッド １５　　プランジャ体 １５ａ　　プランジャチップ １６　　マイクロコンピュータ（マイコン）１７　　鋳
造条件設定記憶部 １８　　鋳造プロセス制御部 １９　　実測値記憶部 ２０　　異常判定部 ２２　　ディスプレイ装置 ２３　　ドライバ群 ２４　　ヘッド側圧力測定センサ ２５　　ロッド側圧力測定センサ ２６　　射出シリンダ用制御弁群

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　型締めされた金型のキャビティ内に、
   射出スリーブ内を前進するプランジャチップによって溶
   湯を射出・充填するようにしたダイカストマシンにおい
   て、前記プランジャチップを駆動する射出シリンダのロ
   ッド側に圧力測定センサを設けて、該圧力測定センサに
   よる前記プランジャチップの後退行程時の計測データを
   マイクロコンピュータが判別し、この計測データが許容
   範囲を超える値である際には前記マイクロコンピュータ
   が異常判定を下すようにしたことを特徴とするダイカス
   トマシンのスリーブ／チップの異常検出方法。
2. 【請求項２】　　請求項１記載において、前記マイクロ
   コンピュータが前記した異常判定を下すと、アラームメ
   ッセージを出力することを特徴とするダイカストマシン
   のスリーブ／チップの異常検出方法。
3. 【請求項３】　　請求項１記載において、前記マイクロ
   コンピュータが前記した異常判定を下すと、マシンを緊
   急停止させることを特徴とするダイカストマシンのスリ
   ーブ／チップの異常検出方法。