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JP7628457B2 - Die casting device and die casting manufacturing method - Google Patents
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JP7628457B2 JP2021061980A JP2021061980A JP7628457B2 JP 7628457 B2 JP7628457 B2 JP 7628457B2 JP 2021061980 A JP2021061980 A JP 2021061980A JP 2021061980 A JP2021061980 A JP 2021061980A JP 7628457 B2 JP7628457 B2 JP 7628457B2
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Description

本発明は、ダイカスト装置およびダイカスト製造方法に関する。 The present invention relates to a die casting device and a die casting manufacturing method.

ダイカスト装置は、固定型と移動型とを型合わせした後に、内部に形成されたキャビティ内に溶湯を射出し、キャビティ形状に倣った製品に成形する。射出装置から押出された溶湯は、ゲートからキャビティに充填される。キャビティ内部には、ガス(空気)が充満しているので、予めキャビティにはガス抜き通路を開口させ、キャビティへの溶湯充填により内部ガスをガス抜き通路に押出し、ガス抜き通路から大気に開放させている。 In a die casting machine, after the fixed and movable dies are mated, molten metal is injected into the cavity formed inside, and a product is formed that matches the shape of the cavity. The molten metal pushed out from the injection device fills the cavity through a gate. Since the cavity is filled with gas (air), a gas vent passage is opened in the cavity in advance, and when the molten metal is filled into the cavity, the internal gas is pushed out into the gas vent passage, which is then released into the atmosphere.

一般に、アルミニウム合金鋳造品では、鋳造時に、金型に充填された溶湯の凝固速度が最も遅い部分を中心として、凝固収縮に伴う内部空隙(鋳巣)が発生することが知られている。例えば、内燃機関のシリンダブロック等のように圧縮圧力が加えられる部材をアルミニウム合金鋳造品で構成する場合、上記の鋳巣が集中し互いに連なっているときに、圧漏れが生じ易くなる。したがって、製品としての歩留まりを向上させるためには、圧漏れにつながる規模の鋳巣が発生することを抑制する必要がある。 It is generally known that in aluminum alloy castings, internal voids (cavities) occur during solidification shrinkage, centered around the part where the molten metal filled in the mold solidifies most slowly during casting. For example, when an aluminum alloy casting is used to construct a component to which compressive pressure is applied, such as a cylinder block for an internal combustion engine, pressure leakage is likely to occur when the above-mentioned cavities are concentrated and connected to each other. Therefore, in order to improve product yield, it is necessary to suppress the occurrence of cavities large enough to lead to pressure leakage.

特許文献1には、金型内に通じるスリーブ内を摺動可能なプランジャの位置を検出する位置センサと、プランジャがスリーブ内の成形材料に付与する射出圧力を検出する射出圧センサと、制御装置と、を有し、制御装置は、位置センサの検出値に基づいて、射出の進行に伴ってプランジャが所定のゲート到達時位置に到達したゲート到達時点を特定するゲート到達時点特定部と、射出圧センサの検出値に基づいて、ゲート到達時点を含む所定の監視期間内における、射出の進行に伴って射出圧力が所定の充填開始圧力を上回った充填開始時点を特定する充填開始時点特定部と、を有する射出装置が記載されている。特許文献1に記載の射出装置は、成形材料の充填開始を好適に特定できるとされている。 Patent document 1 describes an injection device having a position sensor that detects the position of a plunger that can slide inside a sleeve that leads into a mold, an injection pressure sensor that detects the injection pressure that the plunger applies to the molding material in the sleeve, and a control device, in which the control device has a gate arrival time determination unit that determines the gate arrival time when the plunger reaches a predetermined gate arrival position as injection progresses based on the detection value of the position sensor, and a filling start time determination unit that determines the filling start time when the injection pressure exceeds a predetermined filling start pressure as injection progresses within a predetermined monitoring period including the gate arrival time based on the detection value of the injection pressure sensor. The injection device described in patent document 1 is said to be able to appropriately determine the start of filling of the molding material.

特許文献2には、鋳造品の表面の外観特徴部位における凹部発生量を測定する凹部測定部と、凹部測定部により測定される前記凹部発生量と鋳造品の内部における鋳巣発生量との相関関係に基づき、鋳巣発生量を推定する推定部とを有する鋳巣傾向管理装置が記載されている。特許文献2に記載の鋳巣傾向管理装置は、短時間かつ高精度に鋳巣発生量を推定することができるとされている。 Patent Document 2 describes a blowhole tendency management device that has a recess measurement unit that measures the amount of recesses in the appearance characteristic parts of the surface of a casting, and an estimation unit that estimates the amount of blowholes based on the correlation between the amount of recesses measured by the recess measurement unit and the amount of blowholes inside the casting. The blowhole tendency management device described in Patent Document 2 is said to be able to estimate the amount of blowholes in a short time and with high accuracy.

特開2019-150861号公報JP 2019-150861 A 特開2016-68100号公報JP 2016-68100 A

しかしながら、特許文献1,2の装置にあっては、鋳造条件の管理を行っているものの、管理条件と不良品のトレサビリティが確立されているとは、言えない状況である。
確実に不良品となる条件に付いては、ダイキャストマシンにて排出(廃棄)されているが、その条件をクリアした製品でも不良品が流出しているのが現状である。外観では、発見できない鋳巣の発生に対して、鋳造条件から検出できないことがハイプレッシャダイカスト製品の品質を確立できない要因の一つになっている。
射出条件に限らず金型の冷却条件・離型剤の塗布量・希釈率・射出潤滑の塗布量等々可能な限りのデータを保存して不良品のデータから不良品発生の要因になる因子の抽出を試みているものの、十分な成果が無い状況である。
However, in the devices of Patent Documents 1 and 2, although the casting conditions are managed, it cannot be said that the management conditions and traceability of defective products have been established.
The conditions that will definitely result in a defective product are rejected (discarded) by the die-casting machine, but the current situation is that defective products are being produced even though the conditions are cleared. The fact that the occurrence of blowholes that cannot be detected by appearance cannot be detected from the casting conditions is one of the factors that makes it difficult to establish the quality of high-pressure die-cast products.
They are trying to extract factors that cause defects from data on defective products by saving as much data as possible, not only on injection conditions but also on mold cooling conditions, amount of release agent applied, dilution rate, amount of injection lubricant applied, etc., but they are not getting sufficient results.

鋳巣の原因は、ダイキャスト装置が正常に加圧している場合にも製品にその圧力が伝達していないことによる加圧不良も一因である。
また、金型内の圧力を検出する方法は、実験等では、可能であるが、量産には耐久性が無く現状では、使えない状況である。
One of the causes of blowholes is insufficient pressure due to the pressure not being transmitted to the product even when the die casting equipment is applying pressure normally.
In addition, although the method of detecting the pressure inside the mold is possible in experiments, etc., it is not durable enough for mass production and cannot be used under the current circumstances.

本発明は、このような背景に鑑みてなされたもので、外観では、発見できない内部品質の検証をリアルタイムで可能にするダイカスト装置およびダイカスト製造方法を提供することを目的とする。 The present invention was made in light of this background, and aims to provide a die-casting device and a die-casting manufacturing method that enable real-time verification of internal quality that cannot be detected by appearance.

前記課題を解決すべく、請求項1に記載のダイカスト装置は、固定金型と可動金型を備え、前記固定金型と前記可動金型によって形成されるキャビティ中にスリーブ内を摺動するプランジャの押出力によって金属溶湯を射出させて鋳物製品を成形するダイカスト装置であって、前記プランジャの位置を検出する位置検出手段と、前記スリーブ内の射出圧力を検出する射出圧力検出手段と、前記プランジャの押出力を制御する制御装置と、を備え、 前記制御装置は、前記プランジャが射出完了後に増圧工程で発生する前記射出圧力のピーク圧を検出するとともに、当該射出圧力がピーク圧に達した場合の射出の位置を検出し、 前記プランジャがピーク圧後に、前記射出の位置から移動した増圧距離に応じて前記鋳物製品の不良発生予測を行うことを特徴とする。 In order to solve the above problem, the die casting machine described in claim 1 is a die casting machine that has a fixed mold and a movable mold, and molds a casting product by injecting molten metal into a cavity formed by the fixed mold and the movable mold using the pushing force of a plunger that slides inside a sleeve, and is equipped with a position detection means that detects the position of the plunger, an injection pressure detection means that detects the injection pressure inside the sleeve, and a control device that controls the pushing force of the plunger, and the control device detects the peak pressure of the injection pressure generated in the pressure boosting process after the plunger completes injection, detects the injection position when the injection pressure reaches the peak pressure, and predicts the occurrence of defects in the casting product according to the boosted pressure distance moved by the plunger from the injection position after the peak pressure is reached.

本発明によれば、外観では、発見できない内部品質の検証をリアルタイムで可能にするダイカスト装置およびダイカスト製造方法を提供できる。 The present invention provides a die-casting device and a die-casting manufacturing method that allows for real-time verification of internal quality that cannot be detected by appearance.

本発明の実施形態に係るダイカスト装置の全体構成を示す図である。1 is a diagram showing an overall configuration of a die casting apparatus according to an embodiment of the present invention; 本発明の実施形態に係るダイカスト装置の射出工程と射出波形を説明する図である。3A to 3C are diagrams illustrating an injection process and an injection waveform of the die casting device according to the embodiment of the present invention. 図2の射出工程と射出波形の各部の表記を用語の表にして示す図である。FIG. 3 is a table showing the notation of each part of the injection process and the injection waveform in FIG. 2 . 本発明の実施形態に係るダイカスト装置の射出工程における速度曲線、圧力曲線、および射出の位置を説明する図である。3A to 3C are diagrams illustrating a velocity curve, a pressure curve, and an injection position in an injection process of a die casting device according to an embodiment of the present invention. 図4の射出工程における速度曲線、圧力曲線、射出の位置、およびピーク圧位置を示す拡大図である。FIG. 5 is an enlarged view showing the velocity curve, pressure curve, injection position, and peak pressure position in the injection process of FIG. 4. 本発明の実施形態に係るダイカスト装置のダイカスト圧力伝達不良判定処理を示すフローチャートである。5 is a flowchart showing a die-casting pressure transmission failure determination process of the die-casting device according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るダイカスト装置のダイカスト圧力伝達不良判定の実測例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an example of actual measurement of a die-casting pressure transmission failure judgment of the die-casting device according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の変形例のダイカスト装置のダイカスト圧力伝達不良判定処理を示すフローチャートである。13 is a flowchart showing a die-casting pressure transmission failure determination process of a die-casting device according to a modified example of an embodiment of the present invention.

次に、本発明の実施形態に係るダイカスト装置およびダイカスト製造方法について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。本実施形態は、ハイプレッシャダイカスト装置に適用した例である。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。
(実施形態)
図1は、本発明の実施形態に係るダイカスト装置の全体構成を示す図である。
図1に示すように、ダイカスト装置10は、固定金型11と可動金型12と、固定金型11と可動金型12との間に形成される鋳型となるキャビティ13と、を備える。
固定金型11には、溶湯供給部14が配設されており、溶湯供給部14は、筒状のスリーブ15と、スリーブ15の基端側の上部に開口する溶湯供給口16と、スリーブ15の内周面に沿って摺動する進退自在の押圧部材としてのプランジャ17と、を備える。プランジャ17は、スリーブ15内を前後方向に摺動可能なプランジャチップ17aと、先端がプランジャチップ17aに固定されたプランジャロッド17bとを有する。
Next, a die casting apparatus and a die casting manufacturing method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. This embodiment is an example of application to a high pressure die casting apparatus. In each drawing, common parts are given the same reference numerals and duplicated explanations will be omitted.
(Embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of a die casting apparatus according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, a die casting apparatus 10 includes a fixed mold 11, a movable mold 12, and a cavity 13 that serves as a mold and is formed between the fixed mold 11 and the movable mold 12.
A molten metal supply unit 14 is disposed in the fixed die 11, and the molten metal supply unit 14 includes a cylindrical sleeve 15, a molten metal supply port 16 that opens at the top of the base end side of the sleeve 15, and a plunger 17 as a pressing member that can move forward and backward and slides along the inner circumferential surface of the sleeve 15. The plunger 17 has a plunger tip 17a that can slide in the forward and backward directions within the sleeve 15, and a plunger rod 17b whose tip is fixed to the plunger tip 17a.

スリーブ15の先端部は、ランナー18に連通している。ランナー18は、可動金型12内部に延在し、ゲート19を介してキャビティ13に接続されている。ゲート19は、溶湯射出部であるスリーブ15から押出されたアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる金属溶湯(以下、溶湯20という)をキャビティ13に導入する。
スリーブ15内には、溶湯供給口16を介してラドル21から溶湯20が供給され、プランジャ17の押し出しにより溶湯20がゲート19を通じてキャビティ13に射出される。
The tip of the sleeve 15 communicates with a runner 18. The runner 18 extends into the movable mold 12 and is connected to the cavity 13 via a gate 19. The gate 19 introduces molten metal (hereinafter referred to as molten metal 20) made of aluminum or an aluminum alloy extruded from the sleeve 15, which is a molten metal injection portion, into the cavity 13.
Molten metal 20 is supplied from a ladle 21 through a melt supply port 16 into the sleeve 15 , and the melt 20 is injected into the cavity 13 through a gate 19 by pushing out a plunger 17 .

(射出駆動部30)
プランジャ17は、射出駆動部30により作動される。
射出駆動部30は、液圧式であり、プランジャ17を駆動する射出シリンダ32と、射出シリンダ32に対する作動液(例えば油)の供給等を行う射出制御用駆動部33とを有する。詳細には、射出駆動部30は、射出・充填工程を実行するための射出ピストン31、射出シリンダ32および射出制御用駆動部33と、増圧工程を遂行するための増圧ピストン34、径大の増圧シリンダ35および増圧制御用駆動部36と、ピストンロッド37と、プランジャロッド17bとピストンロッド37を機械的に結合する結合部38と、を備える。
射出制御用駆動部33は、射出シリンダ32に対する作動液の供給等を行う。増圧制御用駆動部36は、増圧シリンダ35に対する作動液の供給等を行う。
(Injection drive unit 30)
The plunger 17 is actuated by an injection drive unit 30 .
The injection drive unit 30 is of a hydraulic type and includes an injection cylinder 32 that drives the plunger 17, and an injection control drive unit 33 that supplies hydraulic fluid (e.g., oil) to the injection cylinder 32. In detail, the injection drive unit 30 includes an injection piston 31, an injection cylinder 32, and an injection control drive unit 33 for performing the injection and filling process, a booster piston 34, a large-diameter booster cylinder 35, and a booster control drive unit 36 for performing the boosting process, a piston rod 37, and a coupling unit 38 that mechanically couples the plunger rod 17b and the piston rod 37.
The injection control drive unit 33 supplies hydraulic fluid to the injection cylinder 32. The boost control drive unit 36 supplies hydraulic fluid to the boost cylinder 35.

射出制御用駆動部33および増圧制御用駆動部36は、具体的には、液圧装置である。この液圧装置は、例えば、作動液を貯留するタンクと、タンクの作動液を送出可能なポンプ(液圧源)と、蓄圧された作動液を放出可能なアキュームレータ(液圧源)と、これらおよび射出シリンダ32を互いに接続する複数の流路と、複数の流路における作動液の流れを制御する複数のバルブ(いずれも図示省略)とを有している。 The injection control drive unit 33 and the boost control drive unit 36 are specifically hydraulic devices. This hydraulic device has, for example, a tank that stores hydraulic fluid, a pump (hydraulic pressure source) that can pump out the hydraulic fluid from the tank, an accumulator (hydraulic pressure source) that can release the accumulated hydraulic fluid, multiple flow paths that connect these and the injection cylinder 32 to each other, and multiple valves (all not shown) that control the flow of hydraulic fluid in the multiple flow paths.

この液圧装置は、タンクが収容している作動液がポンプによって該当流路および該当バルブを介してアキュームレータに供給されることによって、アキュームレータが蓄圧される。また、例えば、アキュームレータから該当流路および該当バルブを介してヘッド側室32hへ作動液が供給されることによって、射出ピストン31が前進する。また、該当バルブが、圧力補償付流量制御弁(流量調整弁)であるとともにサーボバルブであり、このバルブによってロッド側室32rから排出される作動液の流量が制御されることによって、射出ピストン31(プランジャ17)の速度が制御される。
また、アキュームレータから該当流路および該当バルブを介して後側室32eへ作動液が供給されることによって、増圧ピストン34による増圧が行われる。
In this hydraulic device, hydraulic fluid stored in a tank is supplied to the accumulator via the corresponding flow path and the corresponding valve by a pump, whereby pressure is accumulated in the accumulator. For example, hydraulic fluid is supplied from the accumulator to the head side chamber 32h via the corresponding flow path and the corresponding valve, whereby the injection piston 31 advances. The corresponding valve is a pressure compensated flow control valve (flow adjustment valve) and also a servo valve, and the flow rate of hydraulic fluid discharged from the rod side chamber 32r is controlled by this valve, thereby controlling the speed of the injection piston 31 (plunger 17).
In addition, the hydraulic fluid is supplied from the accumulator to the rear chamber 32e via the corresponding flow passage and the corresponding valve, whereby the booster piston 34 boosts the pressure.

射出ピストン31および増圧ピストン34の間には、油室が形成されており、各射出シリンダ32および増圧シリンダ35には、開口32a,35aを介して所定の圧油が射出制御用駆動部33、増圧制御用駆動部36から供給されるようになっている。 An oil chamber is formed between the injection piston 31 and the booster piston 34, and a predetermined amount of pressurized oil is supplied to each injection cylinder 32 and booster cylinder 35 from the injection control drive unit 33 and booster control drive unit 36 via openings 32a and 35a.

ピストンロッド37は、射出シリンダ32内に配置されている。射出シリンダ32の内部は、ピストンロッド37が延び出る側のロッド側室32rと、その反対側のヘッド側室32hとに区画されている。ロッド側室32rおよびヘッド側室32hに選択的に作動液が供給されることにより、射出ピストン31は射出シリンダ32内を前後方向に摺動する。 The piston rod 37 is disposed within the injection cylinder 32. The interior of the injection cylinder 32 is divided into a rod side chamber 32r from which the piston rod 37 extends, and a head side chamber 32h on the opposite side. By selectively supplying hydraulic fluid to the rod side chamber 32r and the head side chamber 32h, the injection piston 31 slides back and forth within the injection cylinder 32.

射出シリンダ32および増圧シリンダ35は、内部の断面形状が円形の筒状体であり、増圧シリンダ35は、射出シリンダ32よりも大径に形成されている。 The injection cylinder 32 and booster cylinder 35 are cylindrical bodies with a circular internal cross-sectional shape, and the booster cylinder 35 is formed with a larger diameter than the injection cylinder 32.

増圧ピストン34は、射出シリンダ32の後端部内(図示の例ではヘッド側室32h)を摺動可能な小径部34aと、増圧シリンダ35の内部を摺動可能な大径部34bとを有している。増圧シリンダ35の内部は、大径部34bにより、射出シリンダ32側の前側室35fと、その反対側の後側室35eとに区画されている。 The booster piston 34 has a small diameter portion 34a that can slide inside the rear end of the injection cylinder 32 (head side chamber 32h in the illustrated example), and a large diameter portion 34b that can slide inside the booster cylinder 35. The inside of the booster cylinder 35 is divided by the large diameter portion 34b into a front side chamber 35f on the injection cylinder 32 side and a rear side chamber 35e on the opposite side.

したがって、前側室35fの圧抜きを行うと、小径部34aのヘッド側室32hにおける作用面積と、大径部34bの後側室35eにおける作用面積との差に起因して、増圧ピストン34は、後側室35eの作動液から受ける圧力よりも高い圧力をヘッド側室32hの作動液に加えることが可能である。これにより、増圧シリンダ35は、増圧機能を発揮する。 Therefore, when the front chamber 35f is depressurized, due to the difference between the working area of the small diameter portion 34a in the head side chamber 32h and the working area of the large diameter portion 34b in the rear side chamber 35e, the booster piston 34 can apply a higher pressure to the hydraulic fluid in the head side chamber 32h than the pressure it receives from the hydraulic fluid in the rear side chamber 35e. This allows the booster cylinder 35 to perform a boosting function.

射出シリンダ32は、プランジャ17に対して同軸的に配置されている。そして、ピストンロッド37は、プランジャ17に結合部38を介して連結されている。射出シリンダ32および増圧シリンダ35は、図示しない型締装置などに対して固定的に設けられている。射出ピストン31の射出シリンダ32に対する移動により、プランジャ17(プランジャチップ17a)はスリーブ15内を前進または後退する。 The injection cylinder 32 is arranged coaxially with the plunger 17. The piston rod 37 is connected to the plunger 17 via a coupling 38. The injection cylinder 32 and the booster cylinder 35 are fixedly mounted to a clamping device (not shown). The movement of the injection piston 31 relative to the injection cylinder 32 causes the plunger 17 (plunger tip 17a) to advance or retreat within the sleeve 15.

(プランジャ17の位置および速度検出)
プランジャロッド17bには、プランジャ17の位置を検出する位置センサ40(位置検出手段)が設置され、位置検出信号S-1をコントローラ50(制御装置)に出力する。位置センサ40は、射出シリンダ32に対するピストンロッド37の位置を検出し、プランジャ17の位置を間接的に検出する。例えば、位置センサ40は、ピストンロッド37に固定的に設けられ、ピストンロッド37の軸方向に延びる不図示のスケール部とともに磁気式または光学式のリニアエンコーダを構成するものであってもよいし、ピストンロッド37に固定された部材との距離を計測するレーザー測長器によって構成されてもよい。
位置センサ40およびコントローラ50は、検出されたプランジャ17の位置を微分することにより、プランジャ17の速度を取得(検出)することが可能である。
(Position and speed detection of plunger 17)
A position sensor 40 (position detection means) that detects the position of the plunger 17 is installed on the plunger rod 17b, and outputs a position detection signal S-1 to a controller 50 (control device). The position sensor 40 detects the position of the piston rod 37 relative to the injection cylinder 32, and indirectly detects the position of the plunger 17. For example, the position sensor 40 may be fixedly provided on the piston rod 37 and constitute a magnetic or optical linear encoder together with a scale portion (not shown) that extends in the axial direction of the piston rod 37, or may be constituted by a laser length measuring device that measures the distance to a member fixed to the piston rod 37.
The position sensor 40 and the controller 50 are able to obtain (detect) the velocity of the plunger 17 by differentiating the detected position of the plunger 17 .

(プランジャ17が溶湯20に付与する圧力算出)
射出シリンダ32には、ヘッド側室の圧力を検出するヘッド側圧力センサ41(射出圧力検出手段)と、ロッド側室の圧力を検出するロッド側圧力センサ42(射出圧力検出手段)とが設けられ、それぞれ、検出信号S-2,S-3をコントローラ50に出力する。
射出シリンダ32のヘッド側圧力センサ41およびロッド側圧力センサ42は、例えば、溶湯20をキャビティ13に射出するときにプランジャ17が溶湯20に加える圧力(射出圧力)等のプランジャ17が溶湯に加える圧力を間接的に検出することに利用される。コントローラ50は、ヘッド側圧力センサ41の検出値と、ロッド側圧力センサ42の検出値と、射出ピストン31のヘッド側室32hにおける受圧面積と、射出ピストン31のロッド側室32rにおける受圧面積と、プランジャ17の溶湯に対する接触面積とに基づいて、プランジャ17が溶湯20に付与する圧力を算出可能である。
(Calculation of pressure applied by plunger 17 to molten metal 20)
The injection cylinder 32 is provided with a head side pressure sensor 41 (injection pressure detection means) that detects the pressure in the head side chamber, and a rod side pressure sensor 42 (injection pressure detection means) that detects the pressure in the rod side chamber, and these sensors output detection signals S-2 and S-3 to the controller 50, respectively.
The head side pressure sensor 41 and rod side pressure sensor 42 of the injection cylinder 32 are used to indirectly detect the pressure that the plunger 17 applies to the molten metal 20, such as the pressure (injection pressure) that the plunger 17 applies to the molten metal 20 when injecting the molten metal 20 into the cavity 13. The controller 50 can calculate the pressure that the plunger 17 applies to the molten metal 20, based on the detection value of the head side pressure sensor 41, the detection value of the rod side pressure sensor 42, the pressure-receiving area in the head side chamber 32h of the injection piston 31, the pressure-receiving area in the rod side chamber 32r of the injection piston 31, and the contact area of the plunger 17 with respect to the molten metal.

(コントローラ)
コントローラ50は、CPU51、メモリ52、入力回路53、および、出力回路54を備える。
CPU51は、ROMまたは電気的に書換可能な不揮発性メモリであるEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)に記憶された制御プログラムを読み出してRAMに展開し、射出制御を行うとともに、ダイカスト鍛造条件管理プログラム52aを実行して不良発生予測(図6参照)を行う。CPU51は、入力回路53を介して入力される入力信号に基づいて、各部を制御するための制御信号(制御指令)を、出力回路54を介して出力する。
メモリ52は、各種処理のプログラムを収めたROM、RAM、EEPROM等から構成される。メモリ52は、ハードディスクドライブ(HDD)等の外部記憶装置を含む。メモリ52には、ダイカスト鍛造条件管理プログラム52aを含む制御プログラムが記憶されている。
(controller)
The controller 50 includes a CPU 51 , a memory 52 , an input circuit 53 , and an output circuit 54 .
The CPU 51 reads out a control program stored in a ROM or an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), which is an electrically rewritable non-volatile memory, expands it in a RAM, and performs injection control, while executing a die-casting forging condition management program 52a to predict the occurrence of defects (see FIG. 6). The CPU 51 outputs control signals (control commands) for controlling each part via an output circuit 54 based on an input signal input via an input circuit 53.
The memory 52 is composed of a ROM, a RAM, an EEPROM, etc., which store various processing programs. The memory 52 also includes an external storage device such as a hard disk drive (HDD). The memory 52 stores control programs including a die cast forging condition management program 52a.

コントローラ50は、プランジャ17が射出完了後に増圧工程で発生する射出圧力のピーク圧を検出するとともに、この射出圧力がピーク圧に達した場合の射出の位置を検出し、プランジャ17がピーク圧停止後に、射出の位置から再度移動した増圧距離に応じて鋳物製品の不良発生予測を行う。プランジャ17がピーク圧後に、射出の位置から再度移動した距離は、溶湯20の冷却時の凝固収縮に伴い、当該プランジャ17が追従して前進する増圧距離である。 The controller 50 detects the peak pressure of the injection pressure generated in the pressure boosting process after the plunger 17 completes injection, detects the injection position when this injection pressure reaches the peak pressure, and predicts the occurrence of defects in the casting product according to the boosted pressure distance that the plunger 17 moves again from the injection position after the peak pressure stops. The distance that the plunger 17 moves again from the injection position after the peak pressure is the boosted pressure distance that the plunger 17 moves forward following the solidification and shrinkage of the molten metal 20 as it cools.

コントローラ50は、プランジャ17がピーク圧後に、射出の位置から再度移動した増圧距離が、金属溶湯の凝固収縮率をもとにあらかじめ設定された凝固収縮距離以上である場合に、不良発生予測を行う。
コントローラ50は、上記増圧距離が、金属溶湯の凝固収縮率をもとにあらかじめ設定された凝固収縮距離未満である場合、鋳巣の発生を含む不良発生と判定する。
コントローラ50は、上記増圧距離が、金属溶湯の凝固収縮率をもとにあらかじめ設定された凝固収縮距離未満である場合、または、増圧距離が、所定の異常判定値以上である場合、異常であると判定する。
コントローラ50は、プランジャ17がピーク圧後に、射出の位置から所定時間内に再度移動した増圧距離に応じて鋳物製品の不良発生予測を行う。
The controller 50 predicts the occurrence of a defect when the pressure increase distance that the plunger 17 moves again from the injection position after the peak pressure is equal to or greater than a solidification shrinkage distance that is preset based on the solidification shrinkage rate of the molten metal.
When the pressure increase distance is less than a solidification shrinkage distance that is set in advance based on the solidification shrinkage rate of the molten metal, the controller 50 determines that a defect including the occurrence of a casting cavity has occurred.
The controller 50 determines that an abnormality has occurred when the pressure increase distance is less than a solidification shrinkage distance that is preset based on the solidification shrinkage rate of the molten metal, or when the pressure increase distance is equal to or greater than a predetermined abnormality determination value.
The controller 50 predicts the occurrence of defects in the casting product based on the pressure increase distance that the plunger 17 moves again from the injection position within a predetermined time after the peak pressure.

入力回路53には、キーボードやマウス等の入力装置55からの入力信号、位置センサ40からの位置信号S-1、ヘッド側圧力センサ41からの信号S-2、ロッド側圧力センサ42からの信号S-3が入力される。
出力回路54は、予測結果等を出力するための信号(例えば表示部56に表示するための表示信号)を出力する。また、出力回路54は、射出制御用駆動部33および増圧制御用駆動部36を構成する液圧装置(図示省略)に備えられている、ポンプ用電動機を駆動するためのドライバを有し、このドライバを介して電動機への制御信号、各バルブへの開閉駆動信号を出力する。
The input circuit 53 receives input signals from an input device 55 such as a keyboard or a mouse, a position signal S-1 from the position sensor 40, a signal S-2 from the head side pressure sensor 41, and a signal S-3 from the rod side pressure sensor 42.
The output circuit 54 outputs a signal for outputting the prediction result, etc. (for example, a display signal for displaying on the display unit 56). The output circuit 54 also has a driver for driving a pump motor provided in a hydraulic device (not shown) constituting the injection control drive unit 33 and the pressure boost control drive unit 36, and outputs a control signal to the motor and an opening/closing drive signal to each valve via the driver.

(ダイカスト装置10のダイカスト鋳造動作の概要)
図2は、ダイカスト装置10の射出工程と射出波形を説明する図である。図2の横軸は、時間tを示し、右側ほど後の時刻である。図2の左側縦軸は、射出速度(プランジャ17の速度)を示し、上方ほど値が大きいことを示す。図2の右側縦軸は、および射出圧力(プランジャの位置)を示しており、上方ほど固定金型11および可動金型12に近いことを示している。
速度曲線は、射出速度の経時変化を示している。圧力曲線は、射出圧力の経時変化を示している。
(Outline of die casting operation of die casting device 10)
Fig. 2 is a diagram for explaining the injection process and injection waveform of the die casting device 10. The horizontal axis of Fig. 2 indicates time t, with the further to the right, the later the time. The vertical axis on the left side of Fig. 2 indicates the injection speed (speed of the plunger 17), with the value increasing upward. The vertical axis on the right side of Fig. 2 indicates the injection pressure (position of the plunger), with the value increasing upward, with the value decreasing toward the fixed die 11 and the movable die 12.
The velocity curve shows the change in injection velocity over time. The pressure curve shows the change in injection pressure over time.

図3は、図2の射出工程と射出波形の各部の表記を用語の表にして示す図である。図2の符号a~pと、図3の符号a~pとはそれぞれ対応している。
低速射出時間aは、射出ピストン31が低速度で移動している時間である。
高速射出時間bは、射出ピストン31が高速度で移動している時間である。
低速射出加速時間cは、射出ピストン31が動き始めてから、設定した低速度射出速度に達するまでの時間である。
高速射出加速dは、低速度射出速度から設定した高速度射出速度に達するまでの時間である。
Fig. 3 is a diagram showing a table of terms for notating each part of the injection process and injection waveform in Fig. 2. The symbols a to p in Fig. 2 correspond to the symbols a to p in Fig. 3, respectively.
The low-speed injection time a is the time during which the injection piston 31 moves at a low speed.
The high-speed injection time b is the time during which the injection piston 31 moves at high speed.
The low-speed injection acceleration time c is the time from when the injection piston 31 starts to move until it reaches the set low-speed injection speed.
The high-speed injection acceleration d is the time required to reach the set high-speed injection speed from the low-speed injection speed.

充填昇圧時間eは、射出ピストン31が溶湯20をキャビティ13へ充填完了してから、射出ピストン31に加わる圧力がアキュームレータ設定圧力に達するまでの時間である。
増圧タイムラグfは、射出ピストン31が溶湯20をキャビティ13へ充填完了してから、射出ピストン31が動き始めのまでの時間である。
増圧時間gは、増圧ピストン34が動き始めて、充填出力から増圧出力に達するまでの時間である。
昇圧時間hは、射出ピストン31がキャビティ13内に溶湯20の充填を完了してから、増圧ピストン34が動作を完了するまでの時間である。
The filling pressure rise time e is the time from when the injection piston 31 has completed filling the cavity 13 with the molten metal 20 until the pressure applied to the injection piston 31 reaches the accumulator set pressure.
The boosting time lag f is the time from when the injection piston 31 has completed filling the molten metal 20 into the cavity 13 until when the injection piston 31 starts to move.
The boosting time g is the time from when the boosting piston 34 starts to move until when the boosting output is reached from the filling output.
The pressure increase time h is the time from when the injection piston 31 completes filling the cavity 13 with the molten metal 20 to when the booster piston 34 completes its operation.

低速射出圧力iは、射出ピストン31が低速度で前進している時の射出ピストン31内の圧力である。
高速射出圧力jは、高速射出中の射出ピストン31に加わる圧力である。
充填完了圧力kは、射出ピストン31が溶湯20をキャビティ13へ充填完了し、射出ピストン31が動き始める前の射出シリンダ32内の圧力である。
増圧圧力lは、射出ピストン31が動作を完了したときの、射出ピストン31内の圧力である。
増圧サージ圧力mは、増圧ピストン34が動き始めたときの、射出ピストン31に生ずるサージ圧力である。
The low speed injection pressure i is the pressure within the injection piston 31 when the injection piston 31 is moving forward at a low speed.
High speed injection pressure j is the pressure exerted on the injection piston 31 during high speed injection.
The filling completion pressure k is the pressure inside the injection cylinder 32 when the injection piston 31 has completed filling the molten metal 20 into the cavity 13 and before the injection piston 31 starts moving.
The boost pressure l is the pressure within the injection piston 31 when it completes its motion.
The booster surge pressure m is the surge pressure generated in the injection piston 31 when the booster piston 34 starts to move.

低速射出速度nは、射出工程における第一段階の噴出速度である。
高速射出速度oは、射出工程中の最高射出速度である。
高速平均射出速度pは、射出ピストンが高速度で動く速度の平均値である。
The low injection speed n is the injection speed in the first stage of the injection process.
The high injection speed o is the highest injection speed during the injection process.
The fast average injection velocity p is the average value of the speed at which the injection piston moves at fast velocity.

ダイカスト装置10は、低速射出(時点t0~t1)、高速射出(時点t1~t2)、増圧(時点t3~t4)および保圧(時点t4以降)を順に行う。なお、低速射出から保圧までの一連の動作を1ショットと呼ぶ場合がある。 The die casting machine 10 performs low-speed injection (time t0-t1), high-speed injection (time t1-t2), pressure increase (time t3-t4), and pressure hold (time t4 and after). Note that the series of operations from low-speed injection to pressure hold is sometimes called one shot.

<低速射出:t0~t1>
射出の初期段階において、比較的低速でプランジャ17を前進させる低速射出(図3のt0~t1参照)が行われることによって、溶湯20による空気の巻き込みが抑制される。
低速射出の開始直前において、ダイカスト装置10は、図1に示す状態となっている。すなわち、射出シリンダ32の射出ピストン31および増圧ピストン34は、後退限等の初期位置に位置している。このときのプランジャ17の位置Dは、後記図4において位置D0で示されている。
<Low speed injection: t0 to t1>
In the initial stage of injection, low-speed injection (see t0 to t1 in FIG. 3) is performed in which the plunger 17 is advanced at a relatively low speed, thereby suppressing entrainment of air by the molten metal 20.
Immediately before the start of low-speed injection, the die casting apparatus 10 is in the state shown in Fig. 1. That is, the injection piston 31 and the booster piston 34 of the injection cylinder 32 are in their initial positions, such as their retraction limits. The position D of the plunger 17 at this time is shown as position D0 in Fig. 4, which will be described later.

コントローラ50は、所定の射出開始条件が満たされたか否か判定し、満たされたと判定すると、低速射出を開始する。具体的には、コントローラ50は、該当バルブを開いてアキュームレータからヘッド側室32hへ作動液を供給するとともに、該当バルブを開いてロッド側室32rからの作動液の排出を許容する。射出開始条件は、固定金型11および可動金型12の型締が終了し、ラドル21によるスリーブ15への溶湯20の供給が完了したことなどである。 The controller 50 determines whether or not a specific injection start condition is met, and when it determines that the condition is met, it starts low-speed injection. Specifically, the controller 50 opens the corresponding valve to supply hydraulic fluid from the accumulator to the head side chamber 32h, and opens the corresponding valve to allow the hydraulic fluid to be discharged from the rod side chamber 32r. The injection start conditions include completion of clamping of the fixed mold 11 and the movable mold 12, and completion of the supply of molten metal 20 to the sleeve 15 by the ladle 21, etc.

低速射出中のプランジャ17の速度は、例えば、位置センサ40により検出されるプランジャ17の速度に基づいてバルブの開度がフィードバック制御される。
プランジャ17の速度は、例えば、一定の低速射出速度とされる。低速射出速度の値は、入力装置55を介してオペレータによって適宜に設定される。なお、低速射出中の射出圧力は、射出速度が比較的低速であることから、比較的低圧に維持される。
The speed of the plunger 17 during low-speed injection is controlled by feedback controlling the opening of the valve based on the speed of the plunger 17 detected by the position sensor 40, for example.
The speed of the plunger 17 is, for example, a constant low-speed injection speed. The value of the low-speed injection speed is appropriately set by the operator via the input device 55. Note that the injection pressure during low-speed injection is maintained at a relatively low pressure because the injection speed is relatively low.

<高速射出:t1~t2>
続いて、比較的高速でプランジャ17を前進させる高速射出(図3のt1~t2参照)が行われることによって、溶湯20の凝固に遅れずに、速やかに溶湯20が固定金型11および可動金型12内に充填される。
コントローラ50は、所定の高速切換条件が満たされると、プランジャ17の速度を上記の低速射出速度よりも高速の高速射出速度に切り換え、高速射出を行う。具体的には、コントローラ50は、低速射出に引き続いてアキュームレータからヘッド側室32hへ作動液を供給しつつ、該当バルブの開度を大きくする。高速射出が行われている間の射出圧力は、低速射出が行われている間の射出圧力よりも高くなる。
<High speed injection: t1-t2>
Next, high-speed injection (see t1 to t2 in Figure 3) is performed by advancing the plunger 17 at a relatively high speed, so that the molten metal 20 is quickly filled into the fixed mold 11 and the movable mold 12 without being delayed by the solidification of the molten metal 20.
When a predetermined high-speed switching condition is satisfied, the controller 50 switches the speed of the plunger 17 to a high-speed injection speed higher than the low-speed injection speed, and performs high-speed injection. Specifically, the controller 50 increases the opening of the corresponding valve while supplying hydraulic fluid from the accumulator to the head side chamber 32h following the low-speed injection. The injection pressure during high-speed injection is higher than the injection pressure during low-speed injection.

高速切換条件は、例えば、プランジャ17が所定の高速切換位置D1(図4参照)に到達したことである。コントローラ50は、位置センサ40の検出値または射出開始からの経過時間に基づいて高速切換条件が満たされたか否かを判定してよい。 The high-speed switching condition is, for example, that the plunger 17 reaches a predetermined high-speed switching position D1 (see FIG. 4). The controller 50 may determine whether the high-speed switching condition is met based on the detection value of the position sensor 40 or the elapsed time from the start of injection.

高速射出(時点t1~t2)において、低速射出から高速射出へ制御が切り換えられると、射出圧力は、一旦上昇し、次に下降し、再度上昇し、再度下降する。その後、溶湯20が固定金型11および可動金型12内に充填されることなどによって、射出圧力は急激に上昇していく。なお、射出速度も、高速射出への切換え後から高速射出の終了前までの間に、一旦速度が低下している。 During high-speed injection (times t1 to t2), when control is switched from low-speed injection to high-speed injection, the injection pressure rises once, then falls, rises again, and falls again. Thereafter, the injection pressure rises rapidly due to factors such as the filling of the fixed die 11 and the movable die 12 with molten metal 20. The injection speed also drops once between the time when the injection is switched to high-speed injection and the time when the high-speed injection ends.

<減速射出:t2~t3>
溶湯20がキャビティ13にある程度充填されると、プランジャ17は、その充填された溶湯20から反力を受けて減速され、その一方で、射出圧力は、図2に示すように、急激に上昇していく。なお、プランジャ17が所定の減速位置に到達するなど所定の減速開始条件が満たされたときに該当バルブの開度を小さくするなど、適宜な減速制御がなされてもよい。減速制御によって、充填完了時の衝撃が緩和される。
<Deceleration injection: t2 to t3>
When the cavity 13 is filled to a certain extent with the molten metal 20, the plunger 17 is decelerated by a reaction force from the filled molten metal 20, while the injection pressure rises rapidly as shown in Fig. 2. Appropriate deceleration control may be performed, such as reducing the opening of the valve when a predetermined deceleration start condition is satisfied, such as when the plunger 17 reaches a predetermined deceleration position. The deceleration control reduces the impact at the completion of filling.

低速射出および高速射出を含む射出が行われる場合、一般には、高速切換位置は、溶湯20がゲート19に到達するときの位置になるように設定される。また、溶湯20が固定金型11および可動金型12内に充填されると、図2に示すように、射出速度は急激に低下し、射出圧力は急激に上昇していく。 When injection including low-speed injection and high-speed injection is performed, the high-speed switch position is generally set to the position when the molten metal 20 reaches the gate 19. Also, when the molten metal 20 is filled into the fixed mold 11 and the movable mold 12, as shown in Figure 2, the injection speed drops sharply and the injection pressure rises sharply.

<増圧:t3~t4>
溶湯20がt1~t2参照)が行われることによって、溶湯20の凝固に遅れずに、速やかに溶湯20が固定金型11および可動金型12内に充填された後、溶湯20の圧力を上昇させる増圧(図3t3~t4参照)が行われる。
<Pressure boost: t3 to t4>
By performing the step of filling the molten metal 20 with the liquid (see t1 to t2), the molten metal 20 is promptly filled into the fixed die 11 and the movable die 12 without delaying the solidification of the molten metal 20, and then a step of increasing the pressure of the molten metal 20 (see t3 to t4 in FIG. 3) is performed.

コントローラ50は、所定の増圧開始条件が満たされたか否か判定し、満たされたと判定すると、増圧を開始する。具体的には、例えば、コントローラ50は、まず、第1の条件が満たされると該当第1バルブを開く。これにより、アキュームレータから後側室32eへ作動液が供給され、増圧ピストン34が前進を開始する。次に、コントローラ50は、第2の条件が満たされると、該当第2バルブの開度を増圧用のものにする。すなわち、コントローラ50は、速度制御を終了し、圧力制御を開始する。なお、ヘッド側室32hからの作動液の排出は、パイロット式の逆止弁であるバルブが自閉することによって禁止される。このような動作により、射出圧力は、上昇していき、所定の鋳造圧力(終圧)に到達する。
図2に示すように、増圧が行われている間、射出圧力は一定に維持される。
The controller 50 judges whether a predetermined pressure boosting start condition is satisfied, and starts pressure boosting when it is judged that the condition is satisfied. Specifically, for example, the controller 50 first opens the corresponding first valve when the first condition is satisfied. As a result, the hydraulic fluid is supplied from the accumulator to the rear side chamber 32e, and the pressure boosting piston 34 starts moving forward. Next, when the second condition is satisfied, the controller 50 changes the opening of the corresponding second valve to that for pressure boosting. That is, the controller 50 ends the speed control and starts the pressure control. Note that the discharge of the hydraulic fluid from the head side chamber 32h is prohibited by the valve being a pilot type check valve that closes automatically. By such an operation, the injection pressure increases and reaches a predetermined casting pressure (final pressure).
As shown in FIG. 2, the injection pressure is held constant during boosting.

<保圧:t4~>
増圧した圧力を維持する保圧(図3のt4~参照)が行われる。これにより、成形品のヒケが低減される。
コントローラ50は、増圧後、射出圧力が終圧となっている状態を維持する。この間に、溶湯は冷却されて凝固する。溶湯が凝固すると、コントローラ50は、アキュームレータから後側室32eへの液圧の供給を停止し、保圧を終了する。その後、型開きが行われ、鋳物製品が押し出される。
以上、ダイカスト装置10のダイカスト鋳造動作の概要について説明した。
<Pressure holding: t4~>
The increased pressure is maintained until dwell time (see t4 in Figure 3). This reduces sink marks on the molded product.
After the pressure is increased, the controller 50 maintains the state in which the injection pressure is at the final pressure. During this time, the molten metal is cooled and solidified. When the molten metal has solidified, the controller 50 stops the supply of hydraulic pressure from the accumulator to the rear chamber 32e and ends the pressure dwell. The mold is then opened and the casting product is ejected.
The outline of the die casting operation of the die casting apparatus 10 has been described above.

(原理説明)
従来より鋳造条件の管理を行っているが管理条件と不良品のトレサビリティが確立されているとは、言えない状況である。
外観では発見できない鋳巣の発生を鋳造条件から検出できないことがダイカスト製品の品質を確立できない要因の一つになっている。
射出条件に限らず金型の冷却条件・離型剤の塗布量・希釈率・射出潤滑の塗布量等々可能な限りのデータを保存して不良品のデータから不良品発生の要因になる因子の抽出を試みているが現在まで十分な成果が無い状況である。
鋳巣の原因は、ダイカスト装置が正常に加圧している場合にも製品にその圧力が伝達していないことによる加圧不良も一因である。
(Explanation of the principle)
Although casting conditions have been managed for some time, it cannot be said that the management conditions and traceability of defective products have been established.
One of the reasons why quality of die cast products cannot be established is that the occurrence of blowholes that cannot be detected by appearance cannot be detected from the casting conditions.
We are trying to extract factors that cause defects from data on defective products by saving as much data as possible, not only on injection conditions but also on mold cooling conditions, amount of release agent applied, dilution rate, amount of injection lubricant applied, etc., but we have not had any satisfactory results so far.
One of the causes of blowholes is insufficient pressure due to the pressure not being transmitted to the product even when the die casting equipment is applying pressure normally.

金型内の圧力を検出する方法は、実験では可能だが量産には耐久性が無く、現状では、使えない状況である。 Although it is possible to detect the pressure inside the mold in experiments, it is not durable enough for mass production and cannot be used at present.

図2および図3に示す、射出の16項目(図3の符号a~pの項目)では、ダイカスト製品への圧力伝達に付いては、検出できていない。アルミニウムの溶湯20に圧力がどれだけ伝わってきているかは、量産段階ではまったく管理されていなかった。本発明は、新たな検出用部材を追加することなく、アルミニウムの溶湯20に圧力がどれだけ伝わってきているかを判定する。ちなみに、溶湯20に圧力がどれだけかかっているかは、金型に圧力を検出する高価なセンサを設けるようにすれば、可能である。しかしながら、高温・高圧力の溶湯20を検出するセンサは、非常に高価であり、かつ、耐久性も低く、数十ショットで使用不能となるのが実情である。 The 16 items of injection shown in Figures 2 and 3 (items marked a to p in Figure 3) are unable to detect the transmission of pressure to the die-cast product. The amount of pressure transmitted to the molten aluminum 20 was not managed at all during the mass production stage. The present invention determines the amount of pressure transmitted to the molten aluminum 20 without adding any new detection components. Incidentally, it is possible to determine the amount of pressure applied to the molten aluminum 20 by providing an expensive sensor that detects pressure in the mold. However, sensors that detect high-temperature, high-pressure molten metal 20 are very expensive and have low durability, and in reality they become unusable after a few dozen shots.

本発明者らは、射出データから新たな管理値を算出することによりダイカスト製品への圧力伝達を検出する手法を創案した。 The inventors have devised a method to detect pressure transmission to die-cast products by calculating new control values from injection data.

図2および図3に示したように、ダイカスト射出では、高速射出後に増圧工程がある。この高速射出によって、アルミニウムの溶湯20を充填後に増圧して鋳巣の圧し潰しをする。増圧の圧力伝達が十分であれば高速射出後に射出の位置が微速前進して圧力が製品部に伝達することになる。微速前進は、溶湯20が冷却していくときに凝固収縮するが、そのときに射出の位置(プランジャ17の位置)は、前進して追いかける。射出の位置が微速前進すること自体は、知られていたがその追いかけ量(追従量)に注目することはなかった。 As shown in Figures 2 and 3, die casting injection involves a pressure boosting process after high-speed injection. This high-speed injection is used to boost the pressure after filling the molten aluminum 20, crushing any cavities. If the pressure transmission of the boosted pressure is sufficient, the injection position will advance slowly after high-speed injection, and the pressure will be transmitted to the product. The slow advance occurs when the molten metal 20 solidifies and shrinks as it cools, and at that time the injection position (position of the plunger 17) advances to follow it. It was known that the injection position advances slowly, but no attention had been paid to the amount of chasing (following amount).

本発明者らは、アルミニウムの溶湯20は、凝固すると収縮するので体積が0.92に縮小(6/1000縮小)されることに着目した。 The inventors noticed that when the molten aluminum 20 solidifies, it shrinks and its volume is reduced to 0.92 (6/1000 reduction).

すなわち、アルミニウムの溶湯20は、凝固収縮して体積が0.92に縮小し、収縮分射出が押湯して前進する。このため、収縮分以上が増圧圧力伝達効果となる。 That is, the molten aluminum 20 solidifies and shrinks, reducing its volume to 0.92, and the amount of the shrinkage is ejected forward as a riser. Therefore, the amount of shrinkage or more becomes the boost pressure transmission effect.

凝固収縮量の0.92縮小分については、増圧の微速前進することで、つり合わせる。しかしながら、増圧の微速前進が、凝固収縮量と同じであるならば、機械的に圧力をかけても溶湯20に圧力が伝達されていない、すなわち、凝固収縮量だけの前進距離の場合は圧力伝達されていない、と判定できる。これにより、良否判定ができる。
微速前進距離は、各機種に依る特性はあるものの、最低限の凝固収縮量(6/1000)以下の増圧前進距離の場合は、不良品と判定できる。本発明者らの実測例によれば、凝固収縮量の0.92縮小によって、2%程度は前進しなければならないことが判明している。
The 0.92 reduction in the amount of solidification shrinkage is balanced by slowly advancing the booster. However, if the slow advance of the booster is the same as the amount of solidification shrinkage, it can be determined that the pressure is not transmitted to the molten metal 20 even if pressure is applied mechanically, that is, if the advance distance is only the amount of solidification shrinkage, the pressure is not transmitted. This allows a pass/fail judgment to be made.
Although the slow forward movement distance varies depending on the model, if the boost forward movement distance is less than the minimum amount of solidification shrinkage (6/1000), it can be determined to be a defective product. According to actual measurements by the inventors, it has been found that a 0.92 reduction in the amount of solidification shrinkage requires an advance of about 2%.

次に、上述のように構成されたダイカスト装置10の作用効果について説明する。
図4は、上記基本原理に基づくダイカスト装置10の射出工程における速度曲線、圧力曲線、および射出の位置を説明する図である。図5は、図4の射出工程における速度曲線、圧力曲線、射出の位置、およびピーク圧位置を示す拡大図である。図4において、横軸および縦軸が示す物理量は図3と同様である。図4の横軸は、時間tを示し、右側ほど後の時刻である。図4の左側縦軸は、射出速度(プランジャ17の速度)を示し、上方ほど値が大きいことを示す。図4の右側縦軸は、射出圧力およびプランジャ17の位置Dを示しており、上方ほど固定金型11および可動金型12に近いことを示している。速度曲線は、射出速度の経時変化を示している。圧力曲線は、射出圧力の経時変化を示している。図4の太破線は、射出の位置、すなわちプランジャ17の位置Dの経時変化を示しており、プランジャ17が一番後退しているときは、射出の位置はD=0である。
Next, the effects of the die casting apparatus 10 configured as described above will be described.
FIG. 4 is a diagram for explaining the velocity curve, pressure curve, and injection position in the injection process of the die casting device 10 based on the above basic principle. FIG. 5 is an enlarged view showing the velocity curve, pressure curve, injection position, and peak pressure position in the injection process of FIG. 4. In FIG. 4, the physical quantities indicated by the horizontal and vertical axes are the same as those in FIG. 3. The horizontal axis of FIG. 4 indicates time t, and the time is later toward the right. The vertical axis on the left side of FIG. 4 indicates the injection speed (the speed of the plunger 17), and the value is larger toward the top. The vertical axis on the right side of FIG. 4 indicates the injection pressure and the position D of the plunger 17, and the value is closer to the fixed mold 11 and the movable mold 12 toward the top. The velocity curve indicates the change in the injection speed over time. The pressure curve indicates the change in the injection pressure over time. The thick dashed line in FIG. 4 indicates the change in the injection position, i.e., the change in the position D of the plunger 17, over time, and when the plunger 17 is at the most retreated position, the injection position is D=0.

図4および図5に示すように、スリーブ15内の射出圧力がピークPのときのプランジャ17の位置(プランジャ17の停止位置)をD2、このときの時刻をt11とする。ここで、本ダイカスト圧力伝達不良判定のトリガは、射出圧力のピークPであるが、射出の位置は、プランジャ17の位置からデータをとって検出することになる。 As shown in Figures 4 and 5, the position of the plunger 17 (the stop position of the plunger 17) when the injection pressure in the sleeve 15 reaches its peak P is D2, and the time at this point is t11. Here, the trigger for this die casting pressure transmission failure judgment is the peak P of the injection pressure, but the injection position is detected by taking data from the position of the plunger 17.

上記原理で説明したように、射出時には、プランジャ17のピーク圧後、所定時間内(例えば5秒)に移動が観察される。所定時間内の移動後位置をD3、この時の時刻をt12とする。 As explained in the above principle, during injection, movement is observed within a predetermined time (e.g., 5 seconds) after the peak pressure of the plunger 17. The position after the movement within the predetermined time is D3, and the time at which this occurs is t12.

プランジャ17が射出を完了後増圧工程になるとピーク圧が発生する。すなわち、図4および図5に示すように、スリーブ15内の射出圧力がピークPの時の時刻t11を起点として図4および図5の太線に示す5秒間で移動した距離D3とで囲まれた部分の体積(図4の符号q参照)を算出する。 When the plunger 17 completes injection and enters the pressure increase process, a peak pressure occurs. That is, as shown in Figures 4 and 5, the volume (see symbol q in Figure 4) enclosed by the time t11 when the injection pressure in the sleeve 15 reaches its peak P and the distance D3 traveled in 5 seconds, as shown by the thick line in Figures 4 and 5, is calculated.

図6は、ダイカスト装置のダイカスト圧力伝達不良判定処理を示すフローチャートである。本フローは、図1のコントローラ50のCPU51による鋳造管理プログラムである。本フローは、1ショットごとに実行される。
本プログラムは、ダイカスト装置10の電源投入時から開始される。
ステップS1でコントローラ50は、プランジャ17の位置を検出する。
ステップS2でコントローラ50は、プランジャ17の速度を検出(算出)する。
ステップS3でコントローラ50は、射出シリンダ32内のヘッド側圧力センサ41(図1参照)にて射出圧力のピークPを検出する。
ステップS4でコントローラ50は、射出したか否かを判別する。射出していない場合は、STARTに戻る。
射出した場合は、ステップS5でコントローラ50は、射出の位置を検出する。射出の位置(図4および図5の太破線参照)は、位置センサ40(図1参照)により検出する。
6 is a flow chart showing a process for determining a poor die-casting pressure transmission in a die-casting machine. This flow is a casting management program executed by the CPU 51 of the controller 50 in FIG. 1. This flow is executed for each shot.
This program starts when the die casting apparatus 10 is turned on.
In step S<b>1 , the controller 50 detects the position of the plunger 17 .
In step S2, the controller 50 detects (calculates) the speed of the plunger 17.
In step S3, the controller 50 detects the peak P of the injection pressure by the head side pressure sensor 41 in the injection cylinder 32 (see FIG. 1).
In step S4, the controller 50 determines whether or not injection has been performed. If injection has not been performed, the process returns to START.
If injection has been performed, the controller 50 detects the injection position in step S5. The injection position (see the thick dashed lines in Figs. 4 and 5) is detected by the position sensor 40 (see Fig. 1).

ステップS6でコントローラ50は、射出圧力が射出のピーク圧に達したか否かを判別する。射出圧がピーク圧に達しない場合(金型予熱鋳造)は、ステップS5に戻る。
射出圧がピーク圧に達した場合は、ステップS7でコントローラ50は、射出の位置を検出する。射出圧力がピークPに達するまでの射出圧力は、鋳造条件により、様々な圧力曲線をとる(図4の圧力曲線は一例である)。しかし、どのような圧力曲線をとったとしても射出圧力のピークPが存在する(射出では、重量のあるものを急速に止めるので慣性によりピークが発生する)ことから、この射出圧力のピークPを起点として用いることができる。
In step S6, the controller 50 determines whether or not the injection pressure has reached the peak pressure of injection. If the injection pressure has not reached the peak pressure (die preheat casting), the process returns to step S5.
When the injection pressure reaches the peak pressure, the controller 50 detects the injection position in step S7. The injection pressure until it reaches the peak pressure P has various pressure curves depending on the casting conditions (the pressure curve in FIG. 4 is an example). However, no matter what pressure curve is taken, the injection pressure peak P exists (injection generates a peak due to inertia because a heavy object is stopped suddenly), so this injection pressure peak P can be used as the starting point.

ちなみに、従来のダイキャスト装置では、図4の時刻t11に達するまでの(プランジャ17の停止までの)、速度曲線と圧力曲線は、検討されていたが、本実施形態のように、図4の時刻t11から時刻t12までの(射出位置までの)、データを用いる例はなく、本発明者らが初めて開示するものである。 Incidentally, in conventional die casting machines, the velocity curve and pressure curve up to time t11 in Figure 4 (up to the stop of plunger 17) have been considered, but there have been no examples of using data from time t11 to time t12 in Figure 4 (up to the injection position) as in this embodiment, and this is the first time that the inventors have disclosed this.

ステップS8で所定時間(例えば、5秒)後のプランジャ17の位置(増圧距離)を検出する。 In step S8, the position of the plunger 17 (pressure boost distance) after a predetermined time (e.g., 5 seconds) is detected.

ステップS9でプランジャ17がピーク圧後移動した距離に基づいて鋳巣の発生を予測する。具体的には、コントローラ50は、停止後再度移動した距離(mm)を、体積に換算して、体積変化が0.92(6/1000)以下であった場合、不良と判定する。ただし、微速前進距離は、各機種により特性の差異があるので、あらかじめ実測等により各機種の微速前進距離を求めてメモリ52に格納しておき、機種ごとに当該補正値を用いて補正するとより良い。 In step S9, the occurrence of blowholes is predicted based on the distance the plunger 17 has moved after the peak pressure. Specifically, the controller 50 converts the distance (mm) it has moved again after stopping into volume, and if the volume change is 0.92 (6/1000) or less, it is determined to be defective. However, since the characteristics of the slow forward movement distance differ depending on the model, it is better to obtain the slow forward movement distance for each model in advance by actual measurement, etc., store it in memory 52, and use the correction value to make corrections for each model.

凝固収縮量以下の増圧前進距離の不良品判定について、より詳細に説明する。
下記式(1)~(3)をパラメータとする。
増圧距離=射出のピーク圧Pより5秒間の射出の移動距離 …(1)
凝固収縮=鋳込み重量×(1-凝固収縮率) …(2)
収縮追従=凝固収縮/射出断面 …(3)
上記増圧距離は、射出位置(プランジャ17の位置)から検出される。上記凝固収縮および収縮追従は、あらかじめ実測により求められる。
The method for determining whether a pressure boost advance distance is less than the amount of solidification shrinkage is defective will be described in more detail.
The following formulas (1) to (3) are used as parameters.
Pressure increase distance = Distance traveled by the injection for 5 seconds from the peak pressure P of the injection ... (1)
Solidification shrinkage=cast weight×(1−solidification shrinkage rate) (2)
Shrinkage tracking = solidification shrinkage / injection cross section … (3)
The pressure increase distance is detected from the injection position (the position of the plunger 17). The solidification shrinkage and shrinkage tracking are obtained in advance by actual measurement.

また、上記式(1)~(3)から、式(4)が得られる。式(4)の加圧距離を用いた実測例については図7により後記する。
増圧距離-凝固収縮=加圧距離 …(4)
Moreover, from the above formulas (1) to (3), formula (4) can be obtained. An actual measurement example using the pressurization distance of formula (4) will be described later with reference to FIG.
Pressure increase distance - solidification shrinkage = pressure increase distance ... (4)

このように、アルミニウムの溶湯20は、凝固収縮するので、プランジャ17は、0.92収縮分射出が押湯して前進する。収縮分以上が増圧圧力伝達効果となる。換言すれば、プランジャ17が、設定された距離を超える距離の移動がない場合に、鋳巣の発生を含む不良発生と判定することができる。 As the molten aluminum 20 solidifies and shrinks, the plunger 17 advances by 0.92 shrinkage. Any movement beyond this amount results in a boost pressure transmission effect. In other words, if the plunger 17 does not move a distance that exceeds the set distance, it can be determined that a defect, including the occurrence of a casting cavity, has occurred.

図6のフローに戻って、ステップS10でコントローラ50は、増圧距離が異常に多いか(増圧距離が所定の異常判定値以上であるか)否かを判別する。
増圧距離が異常に多くない場合は(S10:No)、<良品ゾーン>または<鋳巣ゾーン>(図7参照)のいずれかであり、<良品ゾーン>または<鋳巣ゾーン>を判定するために、ステップS11でコントローラ50は、増圧距離が凝固収縮距離以下か否かを判別する。
Returning to the flow of FIG. 6, in step S10, the controller 50 determines whether the pressure increase distance is abnormally long (whether the pressure increase distance is equal to or greater than a predetermined abnormality determination value).
If the boost distance is not abnormally long (S10: No), it is either a <non-defective zone> or a <cavity zone> (see FIG. 7 ). In order to determine whether it is a <non-defective zone> or a <cavity zone>, in step S11 the controller 50 determines whether the boost distance is equal to or less than the solidification shrinkage distance.

増圧距離が凝固収縮距離より大きい場合は(S11:No)、<良品ゾーン>(図7参照)であり、ステップS12でコントローラ50は、正常判定結果を出力して本フローの処理を終了する。
増圧距離が凝固収縮距離以下の場合は(S11:Yes)、<鋳巣ゾーン>(図7参照)であり、ステップS13でコントローラ50は、鋳巣予測結果を出力して本フローの処理を終了する。
正常判定結果や鋳巣予測結果の出力は、例えば表示部56への表示出力や図示しないプリンタ等への出力、図示しない通信部を介しての外部出力、予測結果の外部記憶装置への保存である。
If the pressure increase distance is greater than the solidification shrinkage distance (S11: No), it is in the "non-defective zone" (see FIG. 7), and the controller 50 outputs a normality determination result in step S12, and ends the processing of this flow.
If the boost distance is equal to or less than the solidification shrinkage distance (S11: Yes), it is a <blowhole zone> (see FIG. 7), and in step S13 the controller 50 outputs the blowhole prediction result and ends the processing of this flow.
The normality judgment result and the blowhole prediction result are output, for example, as a display output on the display unit 56, as an output to a printer or the like not shown, as an external output via a communication unit not shown, or as storage of the prediction results in an external storage device.

上記ステップS10で増圧距離が異常に多い場合は(S10:Yes)、<バリゾーン>(図7参照)であり、ステップS14でコントローラ50は、バリ予測異常結果を出力して本フローの処理を終了する。 If the pressure increase distance is abnormally long in step S10 (S10: Yes), it is in the <variable zone> (see FIG. 7), and in step S14 the controller 50 outputs the variability prediction abnormality result and ends the processing of this flow.

図7は、ダイカスト装置のダイカスト圧力伝達不良判定の実測例を示す図である。縦軸は、式(4)に示す1ショットごとの加圧距離を示し、横軸は20ショットを1単位として表わしたショット数を示す。図7の例では、533ショットの鋳造例を示している。
図7に示す加圧距離をもとに、増圧距離が凝固収縮距離より大きい場合に相当する<良品ゾーン>と、増圧距離が凝固収縮距離以下の場合に相当する<鋳巣ゾーン>と、増圧距離が異常に多い場合に相当する<バリゾーン>とに判定領域が分けられる。
図7では、図7の符号rに示す加圧距離3.0が<良品ゾーン>における良品ラインである。各ショットにおいて、加圧距離は、概ね管理条件を満たした鋳造となっている(不良品ではない)(図6のフローのステップS12「正常判定結果」参照)。
Fig. 7 is a diagram showing an example of actual measurement of the die casting pressure transmission failure judgment of a die casting machine. The vertical axis shows the pressurization distance for each shot shown in formula (4), and the horizontal axis shows the number of shots expressed in units of 20 shots. The example in Fig. 7 shows a casting example of 533 shots.
Based on the pressure increase distance shown in Figure 7, the judgment zone is divided into a "non-defective zone" corresponding to a case where the pressure increase distance is greater than the solidification shrinkage distance, a "cavity zone" corresponding to a case where the pressure increase distance is equal to or less than the solidification shrinkage distance, and a "burr zone" corresponding to a case where the pressure increase distance is abnormally long.
In Fig. 7, the pressurizing distance of 3.0 indicated by the symbol r in Fig. 7 is the pass line in the <pass zone>. In each shot, the pressurizing distance generally satisfies the control conditions (not a defective product) (see step S12 "normal judgment result" in the flow in Fig. 6).

図7の符号sに示す加圧距離0.0が不良品判定領域(<鋳巣ゾーン>)である。この加圧距離0.0は、式(3)において、凝固収縮が0とした場合の例である。例えば、図7では、ショット数が20、58、96近傍(図7の符号t参照)の増圧圧力が不良品判定領域に入っており、増圧圧力伝達不良と判定される(図6のフローのステップS13「鋳巣予測結果」参照)。この場合、不良品として払い出し(除外)される。
ここで、各ショットにおいて、上記増圧圧力伝達不良が頻繁に発生する時は、射出部品の劣化等が疑われるので、射出部品を交換する等の対策を行う。図7に示す良品/不良品判定結果は、図6のフローのステップS12,S13,S14での出力に反映される。
The pressurizing distance of 0.0 indicated by the symbol s in Fig. 7 is the defective product judgment region (<blowhole zone>). This pressurizing distance of 0.0 is an example when solidification shrinkage is set to 0 in formula (3). For example, in Fig. 7, the boost pressure near the number of shots of 20, 58, and 96 (see symbol t in Fig. 7) falls within the defective product judgment region, and it is judged that there is a boost pressure transmission failure (see step S13 "blowhole prediction result" in the flow in Fig. 6). In this case, the product is dismissed (removed) as defective.
Here, if the boost pressure transmission failure occurs frequently in each shot, deterioration of the injection parts is suspected, and measures such as replacing the injection parts are taken. The pass/fail judgment result shown in Figure 7 is reflected in the output in steps S12, S13, and S14 of the flow in Figure 6.

なお、図7に示すダイカスト鋳造の実測例において、加圧距離が大きい場合(例えば、ショット153近傍)(図7の符号u参照)は、金型から溶融アルミが漏れ出すバリ発生の可能性がある(図6のフローのステップS14「バリ予測異常結果」参照)。バリ発生は、金型からの圧抜けであり製品への圧力が伝達して居ない可能性がある。一般的に湯廻りは、良いが内部品質は、保証できない。すなわち、湯廻りが良い方向であるが製品への圧力伝達不良の可能性がある。また、バリ発生後の問題としてバリを金型に挟み型つぶれを誘発する、製品に挟んで欠陥が発生する、バリにより型内の空気排出を妨害する等があり、早急に金型の点検・整備をする判断材料ともなる。 In the actual measurement example of die casting shown in Figure 7, if the pressurization distance is large (for example, near shot 153) (see symbol u in Figure 7), there is a possibility of burrs occurring, where molten aluminum leaks out of the mold (see step S14 "burr prediction abnormality result" in the flow in Figure 6). Burrs occur when pressure is released from the mold, and there is a possibility that pressure is not being transmitted to the product. Generally, the molten metal flow is good, but the internal quality cannot be guaranteed. In other words, the molten metal flow is good, but there is a possibility that pressure is not being transmitted to the product properly. In addition, problems that may occur after burrs occur include the burrs being caught in the mold and inducing mold collapse, being caught in the product and causing defects, and the burrs preventing air from being exhausted from the mold, which can also be a reason to immediately inspect and maintain the mold.

[変形例]
図8は、本実施形態の変形例のダイカスト装置のダイカスト圧力伝達不良判定処理を示すフローチャートである。図6と同一処理を行うステップには同一符号を付している。
図8において、ステップS11で増圧距離が凝固収縮距離より大きい場合(S11:No)、ステップS21でプランジャ17がピーク圧後移動した距離に基づいて鋳巣の発生を予測する。
ステップS22では、コントローラ50は、予測結果を出力して本フローの処理を終了する。
ステップS10で増圧距離が異常に多い場合(S10:Yes)、またはステップS11で増圧距離が凝固収縮距離以下の場合(S14:Yes)は、ステップS23でコントローラ50は、異常結果を出力して本フローの処理を終了する。
このように、プランジャ17がピーク圧後移動した距離に基づいて鋳巣の発生を予測するステップを含むものであれば、どのようなタイミングで実行するものでもよい。
[Modification]
8 is a flow chart showing a die-casting pressure transmission failure determination process of a die-casting device according to a modified example of this embodiment, in which the same steps as those in FIG.
In FIG. 8, if the pressure increase distance is greater than the solidification shrinkage distance in step S11 (S11: No), the occurrence of blowholes is predicted in step S21 based on the distance the plunger 17 has moved after the peak pressure has been applied.
In step S22, the controller 50 outputs the prediction result and ends the process of this flow.
If the pressure increase distance is abnormally long in step S10 (S10: Yes), or if the pressure increase distance is equal to or less than the solidification shrinkage distance in step S11 (S14: Yes), the controller 50 outputs an abnormality result in step S23 and ends the processing of this flow.
In this way, as long as it includes a step of predicting the occurrence of blowholes based on the distance traveled by the plunger 17 after the peak pressure is reached, the step may be executed at any timing.

[効果]
以上説明したように、本実施形態のダイカスト装置10は、固定金型11と可動金型12を備え、固定金型11と可動金型12によって形成されるキャビティ13中にスリーブ15内を摺動するプランジャ17の押出力によって溶湯20を射出させて鋳物製品を成形するダイカスト装置であって、プランジャ17の位置を検出する位置センサ40と、スリーブ15内の射出圧力を検出するヘッド側圧力センサ41およびロッド側圧力センサ42と、プランジャ17の押出力を制御するコントローラ50と、を備え、コントローラ50は、プランジャ17がピーク圧後に増圧工程で発生する射出圧力のピーク圧を検出するとともに、この射出圧力がピーク圧に達した場合の射出の位置を検出し、プランジャ17が停止後に、射出の位置から移動した増圧距離に応じて鋳物製品の不良発生予測を行う。
[effect]
As described above, the die casting apparatus 10 of this embodiment is a die casting apparatus that includes a fixed mold 11 and a movable mold 12, and that molds a casting product by injecting molten metal 20 into a cavity 13 formed by the fixed mold 11 and the movable mold 12 using the extrusion force of the plunger 17 sliding inside the sleeve 15. The die casting apparatus is equipped with a position sensor 40 that detects the position of the plunger 17, a head side pressure sensor 41 and a rod side pressure sensor 42 that detect the injection pressure inside the sleeve 15, and a controller 50 that controls the extrusion force of the plunger 17. The controller 50 detects the peak pressure of the injection pressure generated in the pressure increase process after the plunger 17 reaches its peak pressure, and detects the injection position when this injection pressure reaches the peak pressure, and predicts the occurrence of defects in the casting product based on the pressure increase distance moved from the injection position after the plunger 17 stops.

従来では、加工後に目視確認や圧漏れ検査により不良品が発生しているのが現状であった。本発明は、外観では、発見できない内部品質の検証が可能になる。すなわち、鋳物製品を加工後チェックすることなく、鋳巣の発生を予測することができる。また、バリの発生を検知して金型の点検・整備等の判断基準とすることができる。 Conventionally, defective products were identified through visual inspection or pressure leak inspection after processing. The present invention makes it possible to verify internal quality that cannot be detected by appearance. In other words, it is possible to predict the occurrence of blowholes without checking the cast product after processing. In addition, the occurrence of burrs can be detected and used as a criterion for inspection and maintenance of dies.

内部欠陥が鋳造工程で発見できることにより下記の特有の効果がある。
1.生産中に不良品を発見できるので、その場での設備等の対策が可能になり後工程での不良品発生を削減できる。
The ability to detect internal defects during the casting process has the following unique advantages:
1. Defective products can be found during production, making it possible to take corrective measures on the spot, such as by modifying equipment, and reducing the occurrence of defective products in later processes.

2.不良になる数値の製品を排出することにより、加工不良を削減して、後工程への不良流出を防止することができる。 2. By discarding products with defective numerical values, it is possible to reduce processing defects and prevent defective products from being sent to subsequent processes.

3.内部品質の底上げが可能となり、鋳物製品が車両部品である場合、完成車納車後のオイル漏れ等の発生の未然防止に寄与する。 3. It will improve the internal quality, and if the casting product is a vehicle part, it will help prevent oil leaks and other problems after the delivery of the completed vehicle.

4.本発明は、射出データから新たな管理値を算出することで、新たな部材を追加することなく、鋳巣の発生を予測することができる。このため、低コストで、汎用的に適用することができる。 4. The present invention can predict the occurrence of blowholes without adding new parts by calculating new control values from injection data. This allows for general-purpose application at low cost.

5.高価なセンサを設けることなく、アルミニウム溶湯に圧力がどれだけ伝わってきているかを判定することができるので、低コストで、汎用的に適用することができる。 5. It is possible to determine how much pressure is being transmitted to the molten aluminum without installing expensive sensors, making it low-cost and versatile.

また、ダイカスト装置10において、コントローラ50は、増圧距離が、金属溶湯の凝固収縮率をもとにあらかじめ設定された凝固収縮距離以下である場合に、不良発生予測を行う。 In addition, in the die casting device 10, the controller 50 predicts the occurrence of defects when the pressure increase distance is less than or equal to a solidification shrinkage distance that is preset based on the solidification shrinkage rate of the molten metal.

このように、増圧距離が、凝固収縮距離以下の場合は、不良発生の可能性がある。不良発生の可能性がある場合に優先的に、不良発生予測を行うことで処理の高速化および処理リソースの有効活用を図ることができる。すなわち、低コストでの実時間処理が可能になり、1ショットごとに、リアルタイムで不良発生を予測することができる。 In this way, if the boost distance is less than the solidification shrinkage distance, there is a possibility of defects occurring. By prioritizing defect prediction when there is a possibility of defects occurring, it is possible to speed up processing and make effective use of processing resources. In other words, real-time processing at low cost becomes possible, and defects can be predicted in real time for each shot.

また、ダイカスト装置10において、コントローラ50は、増圧距離が、金属溶湯の凝固収縮率をもとにあらかじめ設定された凝固収縮距離以下である場合、鋳巣の発生を含む不良発生と判定する。 In addition, in the die casting device 10, the controller 50 determines that a defect, including the occurrence of a casting cavity, has occurred if the pressure increase distance is less than or equal to a solidification shrinkage distance that is preset based on the solidification shrinkage rate of the molten metal.

このように、増圧距離が、凝固収縮距離以下の場合は異常であることが想定される。リアルタイムで鋳巣の発生等の不良品判定を行うことができる。 In this way, if the boost distance is less than the solidification shrinkage distance, it is assumed that there is an abnormality. It is possible to determine in real time whether there are any defects such as the occurrence of blowholes.

また、ダイカスト装置10において、コントローラ50は、増圧距離が、金属溶湯の凝固収縮率をもとにあらかじめ設定された凝固収縮距離以下である場合、または、所定の異常判定値以上である場合、異常であると判定する。 In addition, in the die casting device 10, the controller 50 determines that an abnormality exists if the pressure increase distance is equal to or less than a solidification shrinkage distance that is preset based on the solidification shrinkage rate of the molten metal, or if it is equal to or greater than a predetermined abnormality determination value.

このようにすることで、鋳巣の発生等の不良品判定に加えて、バリ発生による、製品の欠陥を早期に予測することができる。 By doing this, in addition to determining whether a product is defective due to the occurrence of blowholes, etc., it is possible to predict product defects due to burrs at an early stage.

また、ダイカスト装置10において、コントローラ50は、プランジャ17がピーク圧後に、前記射出の位置から所定時間内に移動した増圧距離に応じて鋳物製品の不良発生予測を行う。 In addition, in the die casting device 10, the controller 50 predicts the occurrence of defects in the casting product based on the pressure increase distance that the plunger 17 moves from the injection position within a specified time after the peak pressure.

このようにすることで、所定時間内に移動した距離を用いることで、予測判定完了までの時間を短縮することができる。また、実時間で処理が完了するので、バックグランド処理として実行することができる。このため、製造ラインなどの製造工程において、時間短縮による作業性の向上を図ることができる。 In this way, by using the distance traveled within a specified time, the time required to complete a prediction determination can be shortened. In addition, since the processing is completed in real time, it can be executed as background processing. This makes it possible to improve workability by shortening the time in manufacturing processes such as production lines.

以上説明した実施形態は、本発明の具現化の例を示したものである。したがって、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならない。本発明はその要旨またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形態で実施することができるからである。
例えば、スクイズキャスト・ホットチャンバーダイカスト・ハイブリットフルキャスティング等射出機能を有する鋳造製法にも同様に適用することができる。
The above-described embodiments are merely examples of the realization of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be interpreted as being limited by these. This is because the present invention can be embodied in various forms without departing from the spirit or main characteristics thereof.
For example, the present invention can be applied to casting methods having an injection function, such as squeeze casting, hot chamber die casting, and hybrid full casting.

10 ダイカスト装置
11 固定金型
12 可動金型
13 キャビティ
14 溶湯供給部
15 スリーブ
17 プランジャ
17a プランジャチップ
17b プランジャロッド
18 ランナー
19 ゲート
20 溶湯(金属溶湯)
30 射出駆動部
33 射出制御用駆動部
36 増圧制御用駆動部
40 位置センサ(位置検出手段)
41 ヘッド側圧力センサ(射出圧力検出手段)
42 ロッド側圧力センサ(射出圧力検出手段)
50 コントローラ(制御装置)
P ピーク圧位置
D3 増圧距離
S6 プランジャが射出完了後に増圧工程で発生する射出圧力のピーク圧を検出するステップ
S7 射出圧力がピーク圧に達した場合の射出の位置を検出するステップ
S9,S21 プランジャがピーク圧後に、射出の位置から移動した増圧距離に応じて鋳物製品の不良発生予測を行うステップ
REFERENCE SIGNS LIST 10 Die casting device 11 Fixed die 12 Movable die 13 Cavity 14 Molten metal supply section 15 Sleeve 17 Plunger 17a Plunger tip 17b Plunger rod 18 Runner 19 Gate 20 Molten metal (molten metal)
30 Injection drive unit 33 Injection control drive unit 36 Pressure boost control drive unit 40 Position sensor (position detection means)
41 Head side pressure sensor (injection pressure detection means)
42 Rod side pressure sensor (injection pressure detection means)
50 Controller (control device)
P: Peak pressure position D3: Pressure increase distance S6: Step for detecting the peak pressure of the injection pressure generated in the pressure increase process after the plunger completes injection S7: Step for detecting the injection position when the injection pressure reaches the peak pressure S9, S21: Step for predicting the occurrence of defects in the casting product according to the pressure increase distance moved from the injection position after the plunger reaches the peak pressure

Claims (6)

固定金型と可動金型を備え、前記固定金型と前記可動金型によって形成されるキャビティ中にスリーブ内を摺動するプランジャの押出力によって金属溶湯を射出させて鋳物製品を成形するダイカスト装置であって、
前記プランジャの位置を検出する位置検出手段と、
前記スリーブ内の射出圧力を検出する射出圧力検出手段と、
前記プランジャの押出力を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記プランジャが射出完了後に増圧工程で発生する前記射出圧力のピーク圧を検出するとともに、当該射出圧力がピーク圧に達した場合の射出の位置を検出し、
前記プランジャがピーク圧後に、前記射出の位置から移動した増圧距離に応じて前記鋳物製品の不良発生予測を行う
ことを特徴とするダイカスト装置。
A die casting apparatus comprising a fixed die and a movable die, the die casting apparatus forming a casting product by injecting molten metal into a cavity formed by the fixed die and the movable die using an extrusion force of a plunger that slides inside a sleeve,
a position detection means for detecting the position of the plunger;
an injection pressure detection means for detecting the injection pressure in the sleeve;
A control device that controls the pushing force of the plunger,
The control device includes:
Detecting a peak pressure of the injection pressure generated in a pressure increasing process after the plunger completes injection, and detecting an injection position when the injection pressure reaches the peak pressure;
a pressure increase distance traveled by the plunger from the injection position after the peak pressure is reached, to predict the occurrence of defects in the casting product.
前記制御装置は、
前記増圧距離が、前記金属溶湯の凝固収縮率をもとにあらかじめ設定された凝固収縮距離以下である場合に、不良発生予測を行う
ことを特徴とする請求項1に記載のダイカスト装置。
The control device includes:
2. The die casting apparatus according to claim 1, further comprising a step of: predicting the occurrence of a defect when the pressure increase distance is equal to or smaller than a solidification shrinkage distance that is preset based on a solidification shrinkage rate of the molten metal.
前記制御装置は、
前記増圧距離が、前記金属溶湯の凝固収縮率をもとにあらかじめ設定された凝固収縮距離以下である場合に、鋳巣の発生を含む不良発生と判定する
ことを特徴とする請求項1に記載のダイカスト装置。
The control device includes:
The die casting apparatus according to claim 1, characterized in that, when the pressure increase distance is equal to or less than a solidification shrinkage distance that is preset based on a solidification shrinkage rate of the molten metal, it is determined that a defect including the occurrence of a casting cavity has occurred.
前記制御装置は、
前記増圧距離が、前記金属溶湯の凝固収縮率をもとにあらかじめ設定された凝固収縮距離以下である場合、または、前記増圧距離が、所定の異常判定値以上である場合、異常であると判定する
ことを特徴とする請求項1に記載のダイカスト装置。
The control device includes:
The die casting apparatus according to claim 1, characterized in that it is determined that an abnormality has occurred when the pressure increase distance is equal to or less than a solidification shrinkage distance that is preset based on a solidification shrinkage rate of the molten metal, or when the pressure increase distance is equal to or more than a predetermined abnormality determination value.
前記制御装置は、
前記プランジャが射出完了後に増圧工程で発生する前記射出圧力のピーク圧を検出するとともに、当該射出圧力がピーク圧に達した場合の射出の位置を検出し、
前記プランジャがピーク圧後に、前記射出の位置から所定時間内に移動した増圧距離に応じて前記鋳物製品の不良発生予測を行う
ことを特徴とする請求項1に記載のダイカスト装置。
The control device includes:
Detecting a peak pressure of the injection pressure generated in a pressure increasing process after the plunger completes injection, and detecting an injection position when the injection pressure reaches the peak pressure;
2. The die casting apparatus according to claim 1, wherein a prediction of occurrence of a defect in the casting product is made based on a pressure increase distance traveled by the plunger from the injection position within a predetermined time after the peak pressure is reached.
固定金型と可動金型を備え、前記固定金型と前記可動金型によって形成されるキャビティ中にスリーブ内を摺動するプランジャの押出力によって金属溶湯を射出させて鋳物製品を成形するダイカスト装置のダイカスト製造方法であって、
前記ダイカスト装置は、
前記プランジャが射出完了後に増圧工程で発生する射出圧力のピーク圧を検出するステップと、
当該射出圧力がピーク圧に達した場合の射出の位置を検出するステップと、
前記プランジャがピーク圧後に、前記射出の位置から移動した増圧距離に応じて前記鋳物製品の不良発生予測を行うステップと、実行する
ことを特徴とするダイカスト製造方法。
A die casting manufacturing method for a die casting apparatus including a fixed die and a movable die, the die casting apparatus forming a cavity between the fixed die and the movable die by using an extrusion force of a plunger that slides in a sleeve to inject molten metal into the cavity to form a casting product, the method comprising the steps of:
The die casting apparatus comprises:
detecting a peak pressure of the injection pressure generated in a pressure increasing process after the plunger completes injection;
detecting a position of injection when the injection pressure reaches a peak pressure;
and predicting the occurrence of defects in the casting product based on a pressure increase distance traveled by the plunger from the injection position after the peak pressure is reached.
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