JPH0857626A

JPH0857626A - 低圧鋳造機の圧力制御方法

Info

Publication number: JPH0857626A
Application number: JP20091494A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Nishiyama; 和男西山; Takayuki Yamashita; 貴之山下
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1994-08-25
Filing date: 1994-08-25
Publication date: 1996-03-05

Abstract

(57)【要約】【目的】製品品質の維持、および生産性向上を図る低
圧鋳造機の圧力制御方法を提供することを目的とする。【構成】使用金型に対応する基本加圧曲線と、鋳造回
数毎の補正圧力と、ストーク内の溶湯を所定の高さに保
持するのに必要な保持圧力とを登録するデータ登録手段
と、鋳造カウンタ値に基づき実行加圧曲線を演算する演
算手段と、前記実行加圧曲線を登録する加圧曲線登録手
段と、外部信号により前記実行加圧曲線に基づき保持炉
内のガスの加圧および排気制御を行う制御手段を設け
る。そして、前記演算手段は、１回目の鋳造では前記基
本加圧曲線と保持圧力により実行加圧曲線を演算し、２
回目の鋳造では、１回目の実行加圧曲線を前記補正圧力
と前記保持圧力と前記基本加圧曲線の第１段階の昇圧速
度に基づいて補正し、３回目以降は、前回の実行加圧曲
線を前記補正圧力のみに基づいて補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、低圧鋳造機の圧力制御
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に低圧鋳造機においては、保持炉内
に溶湯を貯え、この保持炉内の湯面上空間に予め決めら
れた加圧曲線に従いガスを供給し、保持炉内に垂設した
ストークを介して、溶湯を金型内に押し上げ充填後、一
定時間ガスの圧力を維持して溶湯が押湯効果を必要とし
ない程度に凝固した後、保持炉内のガスを排気し、スト
ーク内の溶湯を保持炉内に戻すようにしている。しかし
ながら、この方法においては、鋳造回数の増加に伴い保
持炉内の溶湯ヘッド面が下降するため、同一の加圧曲線
で鋳造していると不廻り不良等が発生する。そこでこの
問題を解決するために、鋳造回数によって加圧曲線を補
正する方法が提案されている（例えば、特開昭６２−８
１２５８号公報）。

【０００３】また、溶湯がストーク内を上昇、または下
降する際に、ストーク内に空気が侵入し、溶湯への空気
の巻き込みにより鋳造品の品質を低下させることを防止
するため、型開き前にストーク内の溶湯を所定の高さに
保持する方法が提案されている（例えば、特開平５−１
３１２６１号公報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】低圧鋳造機において、
不廻り不良を防止し、かつ、ストーク内の酸化物巻き込
みによる鋳造品質の低下を防止するには、鋳造回数によ
らず、型開き前から加圧開始迄のストーク内の溶湯を所
定の高さに保持する必要がある。従来の方法では鋳造回
数により、加圧する圧力のみを補正していたため、型開
き前から加圧開始迄のストーク内の溶湯を所定の高さに
保持することは可能であったが、図３に示す様に、１回
目の鋳造と２回目の鋳造以降の加圧曲線の第１段階の昇
圧速度が一致せず２回目以降の第１段階の昇圧にむだ時
間が発生するという欠点があった。

【０００５】本発明は、保持炉内のガスの圧力を段階的
に変化させて鋳型内キャビティに溶湯を充填する際、２
回目以降の加圧曲線の昇圧速度を、不良の発生がないよ
うに作成した１回目の基本加圧曲線の昇圧速度に、鋳造
回数に係わらず常に一致させるために、２回目以降の切
換時間および圧力を補正制御するようにし、さらに、金
型を開く前に、ストーク内の溶湯をストーク上方で保持
させることにより、製品品質の安定を図るとともに、昇
圧むだ時間無くすことにより生産性向上を図る低圧鋳造
機の圧力制御方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記技術課題を解決する
ため、本発明では鋳造回数をカウントし、該カウント値
に基づいて加圧時の加圧曲線を補正する低圧鋳造機の圧
力制御方法において、使用金型に対応する基本加圧曲線
と、鋳造回数毎に補正する補正圧力と、ストーク内の溶
湯の湯面を所定の高さに保持するのに必要な保持圧力を
登録し、１回目の鋳造では前記基本加圧曲線と保持圧力
により実行加圧曲線を演算作成し、２回目の鋳造では、
１回目の実行加圧曲線を前記補正圧力と前記保持圧力と
前記基本加圧曲線の第１段階の昇圧速度に基づいて補正
し、３回目以降は、前回の実行加圧曲線を前記補正圧力
のみに基づいて補正することにより各該当回の実行加圧
曲線を作成することを特徴とする低圧鋳造機の圧力制御
方法を用いる。

【０００７】そして、前記演算手段は、鋳造回数応じ
て、下記の演算を行い、各該当回の実行加圧曲線を作成
する。すなわち、１回目の鋳造では前記基本加圧曲線と
保持圧力により実行加圧曲線を演算作成し、２回目の鋳
造では、１回目の実行加圧曲線を前記補正圧力と前記保
持圧力と前記基本加圧曲線の第１段階の昇圧速度に基づ
いて補正し、３回目以降は、前回の実行加圧曲線を前記
補正圧力のみに基づいて補正する。

【０００８】

【作用】本発明においては、演算手段は、スタート信号
が入力されると、１回目の鋳造では、データ登録手段に
登録した使用金型に対応する基本加圧曲線と保持圧力を
用いて、制御手段が単位操作時間毎に出力する実行加圧
曲線を演算作成し、加圧曲線登録手段に格納する。

【０００９】次に、制御手段は、加圧開始信号が入力さ
れると、加圧曲線登録手段に格納した実行加圧曲線に従
い、保持炉内の溶湯湯面を加圧し、溶湯をストークを介
して金型キャビティ内に充填する。そして、溶湯が押湯
効果を必要としない程度に凝固したならば加圧用ガスを
排気し、保持炉内ガス圧が、ストーク内の溶湯を所定の
高さに保持する保持圧力に到達したならば、その圧力を
維持する。

【００１０】２回目の鋳造では、演算手段は、スタート
信号が入力されると、加圧曲線登録手段に格納した１回
目の実行加圧曲線よりその第１段階の傾きＡ０１（図２
参照）を算出し、データ登録手段に登録した保持圧力お
よび補正圧力と、前記傾きＡ０１を用いて、制御手段が
単位操作時間毎に出力する２回目の実行加圧曲線を演算
作成し、加圧曲線登録手段に格納する。

【００１１】制御手段は、加圧開始信号が入力される
と、１回目の鋳造と同様に、加圧曲線登録手段に格納し
た実行加圧曲線に従い、保持炉内の溶湯湯面を加圧し、
溶湯をストークを介して金型キャビティ内に充填する。
そして、溶湯が押湯効果を必要としない程度に凝固した
ならば加圧用ガスを排気し、保持炉内ガス圧が、ストー
ク内の溶湯を所定の高さに保持する保持圧力に到達した
ならば、その圧力を維持する。

【００１２】３回目以降の鋳造では、演算手段は、スタ
ート信号が入力されると、加圧曲線登録手段に格納した
前回の実行加圧曲線より、データ登録手段に登録した保
持圧力および補正圧力を用いて、制御手段が単位操作時
間毎に出力する２回目の実行加圧曲線を演算作成し、加
圧曲線登録手段に格納する。

【００１３】制御手段は、加圧開始信号が入力される
と、前回の鋳造と同様に、加圧曲線登録手段に格納した
実行加圧曲線に従い、保持炉内の溶湯湯面を加圧し、溶
湯をストークを介して金型キャビティ内に充填する。そ
して、溶湯が押湯効果を必要としない程度に凝固したな
らば加圧用ガスを排気し、保持炉内ガス圧が、ストーク
内の溶湯を所定の高さに保持する保持圧力に到達したな
らば、その圧力を維持する。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１５】第１図において、１０は溶湯を貯える保持
炉で、上部はプラテン１１により閉鎖する。そして、プ
ラテン１１の中央部に注湯孔１４を形成し、かつストー
ク１２を垂設すると共に、プラテン１１上には、金型１
３をセットする。圧縮空気源２０には、フィルタ２１、
ミストセパレータ２２、一次減圧弁２３、電磁開閉弁２
４、パワー減圧弁８、電磁開閉弁２５を順に介して、前
記プラテン１１に設けた給気孔１５を連通接続する。導
管３０には分岐管３１を介して電空比例弁７を接続し、
電空比例弁７は導管３２を介してパワー減圧弁８のパイ
ロット部に接続する。導管３３からは、分岐管３４を介
して電磁開閉弁２８、導管３８ａ、３８ｂを介して排気
弁シリンダ２６ａ、２７ａを接続する。導管３８ａ、３
８ｂの途中には、排気シリンダ弁シリンダ２６ａ、２７
ａの速度制御を行うために、流量調整弁２９ａ、２９ｂ
を接続する。排気弁２６ｂは、前記プラテン１１の排気
孔１６より導管３５を介し、排気弁２７ｂは導管３６よ
り分岐管３７を介しそれぞれ接続する。導管３５の先端
には、保持炉内の圧力を測定する圧力センサ５，６を接
続する。前記電空比例弁７は、アンプ９およびＤ／Ａ変
換器２を介し、前記圧力センサ５，６は、Ａ／Ｄ変換器
３を介し、加圧コントローラ１に電気的に接続し、前記
電磁開閉弁２４，２５，２８もそれぞれ加圧コントロー
ラ１と電気的に接続する。また、加圧コントローラ１に
は、記憶されている加圧曲線や実際の加圧曲線をモニタ
するためのディスプレイ４を接続する。

【００１６】第４図に加圧コントローラ１の構成を示
す。加圧コントローラ１は、使用金型に対応する基本加
圧曲線と、鋳造回数毎に補正する補正圧力△ＰＳ（図２
参照）と、ストーク内の溶湯の湯面を所定の高さに保持
するのに必要な保持圧力△ＰＨ（図２参照）を登録する
データ登録手段５０と、鋳造回数をカウントする鋳造回
数カウンタ５４と、スタート指令６１により前記鋳造回
数カウンタ５４の鋳造カウンタ値に基づきデータ登録手
段５０の基本加圧曲線等より実行加圧曲線を演算作成
し、該実行加圧曲線を加圧曲線登録手段５２に登録する
演算手段５１と、スタート指令６１が入力されてから後
の金型閉後に外部より入力される加圧開始信号６２によ
り加圧曲線登録手段５２内の実行加圧曲線に基づき保持
炉内のガスの加圧および排気制御を行い、外部装置（図
示せず）にて金型を開させるために加圧完了にて加圧終
了信号６３を外部へ出力する制御手段５３と、基本加圧
曲線や実行加圧曲線や実際の加圧曲線をディスプレイ４
へ出力するための加圧曲線表示手段５５より構成する。
また、鋳造回数カウンタ５４はリセット指令６０により
リセットされる。なお、加圧コントローラ１は、マイク
ロコンピュータ、プログラマブルコントローラまたはパ
ソコン等を使用すればよい。

【００１７】次に、図１および図２に基づき加圧コント
ローラ１の動作について説明する。まず、保持炉１０に
所定量の溶湯を供給しておき、一次減圧弁２３の設定圧
力を保持炉１０に加えられる最大の加圧力にセットして
おく。装置を始動すると、加圧コントローラ１は、電磁
開閉弁２４を作動させ、電空比例弁７およびパワー減圧
弁８に空気を送り込む。金型１３の閉確認信号により、
電磁開閉弁２８を作動させることにより、排気シリンダ
２６ａ、２７ａを作動させ、排気弁２６ｂ、２７ｂを閉
じるとともに、電磁開閉弁２５を作動させ、保持炉１０
内湯面上空間を加圧出来る状態にする。圧力センサ５、
６により保持炉１０内における溶湯湯面上空間１７の圧
力が検知され、この圧力信号がＡ／Ｄ変換器３を介して
加圧コントローラ１に入力される。この圧力信号の入力
により加圧コントローラ１は、登録されている基本加圧
曲線に基づいて、保持炉１０内湯面上空間への必要加圧
力を演算し、この演算結果をＤ／Ａ変換器２およびアン
プ９を介して電空比例弁７へ出力する。ここで、圧力セ
ンサ５、６を２個設置しているのは、両者の圧力値を比
較演算することにより、いずれかの圧力センサの異常を
検出するためである。

【００１８】第２図は、演算手段５１により作成し、加
圧曲線登録手段５２に登録する実行加圧曲線の一例で、
金型１３閉後外部装置（図示せず）より出力される加圧
開始信号が入力されてから、保持炉１０の湯面上空間１
７に加える圧力の時間的変化を示している。１回目の鋳
造は、基本加圧曲線と保持圧力△ＰＨに基づいて加圧曲
線Ａを作成し、加圧制御を行う。加圧する前のストーク
１２内の湯面レベルは、保持炉１０の湯面レベルと同様
である。第１段階（図中）では、ストーク１２内の湯
面レベルをストーク１２の上方まで持ち上げる。第２段
階（図中）では、金型１３内に溶湯を充填する。第３
段階（図中）で押湯圧力を掛けるとともに、第４段階
（図中）で押湯効果が必要なくなるまで圧力を保持し
凝固させる。第５段階（図中）で、電磁開閉弁２５を
ＯＦＦして保持炉１０内への加圧を遮断するとともに、
電磁開閉弁２８をＯＦＦして、保持炉１０内の湯面上空
間１７の圧縮空気を排気弁２６ｂ、２７ｂより排気す
る。第６段階（図中）で、保持炉１０内の湯面上空間
の圧力がストーク内溶湯保持圧力△ＰＨに到達すると、
電磁開閉弁２５をＯＮし、電磁開閉弁２８をＯＮすると
ともに、加圧パターン通りなるように電空比例弁７を制
御する。以上が１回目の鋳造サイクルの動作である。

【００１９】次に、２回目の鋳造に入る前に、２回目の
加圧曲線の第１段階の傾きＢ０１が、１回目の加圧曲線
の第１段階の傾きＡ０１と同一になるように、変曲点Ｂ
１の時間ＴＢ１および圧力ＰＢ１を変曲点Ａ１の時間Ｔ
Ａ１および圧力ＰＡ１を基に次式により算出する。ＴＢ１＝ＴＡ１＋△ｔ −−−−−−−−−−−−−−−−−−− （１） △ｔ＝（△ＰＳ−△ＰＨ）／Ａ０１ −−−−−−−−−−−−− （２）ＰＢ１＝ＰＡ１＋△ＰＳ −−−−−−−−−−−−−−−−−− （３） △ｔ：補正時間 △ＰＳ：補正圧力 △ＰＨ：ストーク内溶湯保持圧力Ａ０１：１回目の加圧曲線の第１段階の傾き変曲点Ｂ２からＢ５についても同様に、１回目の加圧曲
線Ａの変曲点Ａ２からＡ５を基準として補正時間△ｔお
よび補正圧力△ＰＳを補正することにより算出し、加圧
曲線Ｂを作成しておく。このようにして求めた２回目の
加圧曲線Ｂは、１回目の加圧曲線Ａと全ての段階におい
て傾きが同一となる。従って、加圧曲線Ａで鋳造したも
のと同等の品質の鋳造品が得られることになる。

【００２０】３回目の鋳造に入る前には、２回目の加圧
曲線Ｂを基に、△ＰＳのみ補正して加圧曲線Ｃを作成し
ておく。すなわち、求める３回目の加圧曲線Ｃの変曲点
Ｃ１の時間ＴＣ１と圧力ＰＣ１は、２回目の加圧曲線Ｂ
の変曲点Ｂ１の時間ＴＢ１および圧力ＰＢ１を用いて以
下のように表せる。ＴＣ１＝ＴＢ１ −−−−−−−−−−−−−−−−−−− （４）ＰＣ１＝ＰＢ１＋△ＰＳ −−−−−−−−−−−−−−− （５）変曲点Ｃ２からＣ５についても同様に、２回目の加圧曲
線Ｂの変曲点Ｂ２からＢ５を基準として、圧力に補正圧
力△ＰＳのみを補正することにより求められる。このよ
うにして求めた３回目の加圧曲線Ｃの各段階の傾きは、
２回目の加圧曲線Ｂと全ての段階において同一となり、
加圧曲線Ｂで鋳造したものと同一品質の鋳造品が得られ
ることになる。

【００２１】４回目以降は、３回目の鋳造に入る前に行
った補正を同様の手法により行うことにより、全ての段
階において同一の傾きとなり、同一品質の鋳造品が鋳造
できる。また、鋳造の終了は、保持炉１０内の溶湯が無
くなった時、あるいは、鋳造予定数が完了した時である
が、前者の検出方法としては、保持炉１０内の残存溶湯
量をセンサにより検出するか、１回の鋳造に必要な湯量
は予め判るので、保持炉１０内への給湯量を管理してお
き、鋳造をする毎に保持炉１０内の残存溶湯量より鋳造
１回当たりの溶湯量を減算することにより鋳造の終了を
判断できる。また、後者は鋳造回数をカウンタ等により
計数しておくことにより判定が可能となる。

【００２２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、鋳造回数
に係わらず、加圧曲線の傾きが、全てのサイクルで同一
となり、再現性のある鋳造が可能となる。また、不廻り
不良や、酸化物巻き込みによる鋳造不良を防止すること
ができるだけでなく、サイクルタイムの短縮も可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す構成図

【図２】本発明の一実施例の実行加圧曲線を示す図

【図３】従来技術での加圧曲線の補正を説明する図

【図４】本発明の一実施例の加圧コントローラの内部手
段を説明する図

【符号の説明】

１加圧コントローラ２Ｄ／Ａ変換器３Ａ／Ｄ変換器５圧力センサ６圧力センサ７電空比例弁９アンプ１０保持炉１２ストーク１３金型１７湯面上空間５０データ登録手段５１演算手段５２加圧曲線登録手段５３制御手段５４鋳造回数カウンタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鋳造回数をカウントし、該カウント値に
基づいて加圧時の加圧曲線を補正する低圧鋳造機の圧力
制御方法において、使用金型に対応する基本加圧曲線
と、鋳造回数毎に補正する補正圧力と、ストーク内の溶
湯の湯面を所定の高さに保持するのに必要な保持圧力を
登録し、１回目の鋳造では前記基本加圧曲線と保持圧力
により実行加圧曲線を演算作成し、２回目の鋳造では、
１回目の実行加圧曲線を前記補正圧力と前記保持圧力と
前記基本加圧曲線の第１段階の昇圧速度に基づいて補正
し、３回目以降は、前回の実行加圧曲線を前記補正圧力
のみに基づいて補正することにより各該当回の実行加圧
曲線を作成することを特徴とする低圧鋳造機の圧力制御
方法。