JP6455840B2 - スクイズピン動作判定装置及びスクイズピン動作判定方法 - Google Patents

Description

本発明はスクイズピン動作判定装置及びスクイズピン動作判定方法に関する。

特許文献１に従来のアルミダイカスト製品の製造装置が開示されている。この製造装置は、金型のキャビティ内に充填された溶湯をスクイズピンによって局所的に加圧する加圧動作を行って加圧鋳造品を製造する。すなわち、キャビティ内に充填された溶湯は、凝固する過程で収縮することにより巣等の鋳造欠陥が生じ易い。スクイズピンは、そのような部位を局所的に加圧し、鋳造欠陥の発生を抑制する。この際、スクイズピンは、予め算定されている溶湯の凝固界面移動速度によって得られる凝固界面の移動に追随し、凝固完了時点まで押し込み続けられるように制御される。

特開２００８−５５４７３号公報

ところで、上記従来のアルミダイカスト製品の製造装置では、加圧鋳造品の量産時に安定的な品質を得るために、スクイズピンが初期位置からキャビティ内に最も進入するフルストローク深さ又はその近傍に到達した場合の加圧鋳造品を全て不良品と判定すると、収率の向上が難しいという問題がある。

なお、特許文献１には、上記従来のアルミダイカスト製品の製造装置によって製造される加圧鋳造品の良品判定については明記されていない。特許文献１の００１０段落及び００３１段落等には、加圧動作においてスクイズピンがフルストローク深さに到達する条件では、量産時に安定的な品質を得ることが難しく、避けたほうが望ましいことが開示されている。

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、加圧鋳造品の収率を向上させることができるスクイズピン動作判定装置及びスクイズピン動作判定方法を提供することを解決すべき課題としている。

本発明のスクイズピン動作判定装置は、金型のキャビティ内に充填された溶湯をスクイズピンによって局所的に加圧する加圧動作を行って加圧鋳造品を製造するダイカストマシンに用いられ、前記スクイズピンの動作を判定するスクイズピン動作判定装置であって、
前記スクイズピンが初期位置から前記キャビティ内に最も進入するフルストローク深さ以下である第１深さと、前記第１深さよりも小さい第２深さと、前記スクイズピンが前記第１深さに到達し、又は前記第１深さを通過する場合における基準時間とを設定する設定手段と、
前記加圧動作において、前記スクイズピンが前記初期位置から変位して前記溶湯の凝固によって停止する到達深さを測定する到達深さ測定手段と、
前記第１深さが前記フルストローク深さと等しく設定されている場合において前記到達深さが前記第１深さ未満かつ前記第２深さ以上であれば、前記加圧鋳造品を良品であると判断するとともに、前記第１深さが前記フルストローク深さよりも小さく設定されている場合において前記到達深さが前記第１深さ以下かつ前記第２深さ以上であれば、前記加圧鋳造品を良品であると判断する第１判断手段と、
前記第１深さが前記フルストローク深さと等しく設定されている場合において前記到達深さが前記第１深さと等しければ、前記スクイズピンが前記初期位置から前記第１深さに到達するまでの所要時間を測定するとともに、前記第１深さが前記フルストローク深さよりも小さく設定されている場合において前記到達深さが前記第１深さよりも大きければ、前記所要時間を測定する所要時間測定手段と、
前記所要時間が前記基準時間以上であれば、前記加圧鋳造品を良品であると判断する第２判断手段とを備え、
前記基準時間は、前記キャビティ内に前記溶湯がない状態において前記スクイズピンが前記初期位置から前記フルストローク深さに到達する空打ち時間よりも長く設定されていることを特徴とする。

本発明のスクイズピン動作判定装置では、所要時間測定手段は、第１深さがフルストローク深さと等しく設定されている場合において到達深さが第１深さと等しければ、スクイズピンが初期位置から第１深さに到達するまでの所要時間を測定するとともに、第１深さがフルストローク深さよりも小さく設定されている場合において到達深さが第１深さよりも大きければ、所要時間を測定する。そして、第２判断手段は、所要時間が基準時間以上であれば、加圧鋳造品を良品であると判断する。

つまり、第２判断手段は、溶湯の凝固の進行に合わせてスクイズピンがフルストローク深さ又はその近傍に到達することによってスクイズピンの局所的な加圧が凝固する間際の溶湯全体に確実に伝播していると推測できる条件に基づいて、スクイズピンがフルストローク深さ又はその近傍に到達した場合の加圧鋳造品の中から良品を選別することができる。

したがって、本発明のスクイズピン動作判定装置では、加圧鋳造品の収率を向上させることができる。

本発明のスクイズピン動作判定装置において、ダイカストマシンは、加圧動作においてスクイズピンが初期位置から変位し始めるまでの待ち時間を制御するタイミングタイマを備えていることが望ましい。そして、スクイズピン動作判定装置は、第１深さがフルストローク深さと等しく設定されている場合において到達深さが第１深さと等しく、かつ所要時間が基準時間よりも短ければ、待ち時間を長くするための遅延信号をタイミングタイマに対して送信するとともに、第１深さがフルストローク深さよりも小さく設定されている場合において、到達深さが第１深さよりも大きく、かつ所要時間が基準時間よりも短ければ、遅延信号をタイミングタイマに対して送信する一方、到達深さが第２深さよりも小さければ、待ち時間を短くするための短縮信号をタイミングタイマに対して送信する調整手段をさらに備えていることが望ましい。この場合、調整手段により、スクイズピンの実際の動作状況に応じて、加圧動作を開始するタイミングを好適に調整できるので、加圧鋳造品の収率を一層向上させることができる。

基準時間は、キャビティ内に溶湯がない状態においてスクイズピンが初期位置からフルストローク深さに到達する空打ち時間よりも長く設定されている。この場合、基準時間を好適に設定でき、良品判定をより正確に行うことができる。

第１深さは、フルストローク深さの９０％以上となるように設定されていることが望ましい。この場合、第１深さが鋳造欠陥の発生を効果的に抑制可能な加圧動作の条件に近くなることにより、加圧鋳造品の収率を一層向上させることができる。

本発明のスクイズピン動作判定装置は、加圧動作においてスクイズピンが初期位置から到達深さまで変位する際の時系列データをグラフ表示するととともに、基準時間と所要時間とを時系列データに重ねてグラフ表示する表示部をさらに備えていることが望ましい。この場合、ダイカストマシンの操作者が良品判定の状況を容易に認識できる。また、最新の時系列データを過去の時系列データに重ねて表示することにより、操作者が良品判定の傾向も容易に認識できる。

本発明のスクイズピン動作判定方法は、金型のキャビティ内に充填された溶湯をスクイズピンによって局所的に加圧する加圧動作を行って加圧鋳造品を製造するダイカスト工程において実施され、前記スクイズピンの動作を判定するスクイズピン動作判定方法であって、
前記スクイズピンが初期位置から前記キャビティ内に最も進入するフルストローク深さ以下である第１深さと、前記第１深さよりも小さい第２深さと、前記スクイズピンが前記第１深さに到達し、又は前記第１深さを通過する場合における基準時間とを設定する設定ステップと、
前記加圧動作において、前記スクイズピンが前記初期位置から変位して前記溶湯の凝固によって停止する到達深さを測定する到達深さ測定ステップと、
前記第１深さが前記フルストローク深さと等しく設定されている場合において前記到達深さが前記第１深さ未満かつ前記第２深さ以上であれば、前記加圧鋳造品を良品であると判断するとともに、前記第１深さが前記フルストローク深さよりも小さく設定されている場合において前記到達深さが前記第１深さ以下かつ前記第２深さ以上であれば、前記加圧鋳造品を良品であると判断する第１判断ステップと、
前記第１深さが前記フルストローク深さと等しく設定されている場合において前記到達深さが前記第１深さと等しければ、前記スクイズピンが前記初期位置から前記第１深さに到達するまでの所要時間を測定するとともに、前記第１深さが前記フルストローク深さよりも小さく設定されている場合において前記到達深さが前記第１深さよりも大きければ、前記所要時間を測定する所要時間測定ステップと、
前記所要時間が前記基準時間以上であれば、前記加圧鋳造品を良品であると判断する第２判断ステップとを備え、
前記基準時間は、前記キャビティ内に前記溶湯がない状態において前記スクイズピンが前記初期位置から前記フルストローク深さに到達する空打ち時間よりも長く設定されていることを特徴とする。

本発明のスクイズピン動作判定方法では、所要時間測定ステップが実行されると、第１深さがフルストローク深さと等しく設定されている場合において到達深さが第１深さと等しければ、スクイズピンが初期位置から第１深さに到達するまでの所要時間を測定するとともに、第１深さがフルストローク深さよりも小さく設定されている場合において到達深さが第１深さよりも大きければ、所要時間を測定する。そして、第２判断ステップが実行されると、所要時間が基準時間以上であれば、加圧鋳造品を良品であると判断する。

つまり、第２判断ステップによれば、溶湯の凝固の進行に合わせてスクイズピンがフルストローク深さ又はその近傍に到達することによってスクイズピンの局所的な加圧が凝固する間際の溶湯全体に確実に伝播していると推測できる条件に基づいて、スクイズピンがフルストローク深さ又はその近傍に到達した場合の加圧鋳造品の中から良品を選別することができる。

したがって、本発明のスクイズピン動作判定方法では、加圧鋳造品の収率を向上させることができる。

本発明のスクイズピン動作判定装置及びスクイズピン動作判定方法では、加圧鋳造品の収率を向上させることができる。

図１は、実施例のスクイズピン動作判定装置が用いられるダイカストマシンの模式断面図である。 図２は、実施例のスクイズピン動作判定装置の模式構成図である。 図３は、射出プランジャによってキャビティ内に溶湯が充填された状態を示すダイカストマシンの部分模式断面図である。 図４は、スクイズピンによる加圧動作が行われた状態を示すダイカストマシンの部分模式断面図である。 図５は、金型が開かれた状態を示すダイカストマシンの部分模式断面図である。 図６は、加圧鋳造品が脱型された状態を示すダイカストマシンの部分模式断面図である。 図７は、スクイズピン動作判定装置が行う良品／不良品判定のフローチャートである。 図８は、スクイズピン動作判定装置が行う良品／不良品判定のフローチャートである。 図９は、スクイズピンの変位の時系列データと、良品／不良品判定との関係を説明するグラフである。 図１０は、スクイズピンの変位の時系列データと、良品／不良品判定との関係を説明するグラフである。

以下、本発明を具体化した実施例を図面を参照しつつ説明する。

（実施例）
図１及び図２に示すように、実施例のスクイズピン動作判定装置１は、加圧鋳造品を製造するダイカストマシン１０に用いられる。スクイズピン動作判定装置１は、本発明の「スクイズピン動作判定装置」の具体的態様の一例である。また、ダイカストマシン１０による加圧鋳造品の製造工程において、スクイズピン動作判定装置１によって実施されるスクイズピン４の加圧動作を判定する方法は、本発明の「スクイズピン動作判定方法」の具体的態様の一例である。ダイカストマシン１０によって製造される加圧鋳造品は、本実施例では、圧縮機を構成するハウジングやロータ等のアルミダイカスト製品である。なお、本発明は、圧縮機以外の機械を構成する加圧鋳造品や、アルミニウム以外の金属を素材とする加圧鋳造品にも適用可能である。

図１に示すように、ダイカストマシン１０は、金型１１、油圧シリンダ５、スクイズピン４、流量センサ６及びダイカストマシン制御部１０Ｃを備えている。

図１及び図３〜図６に示すように、金型１１は、固定金型１２と可動金型１３とからなる。固定金型１２と可動金型１３とは、図示しない型締装置に保持されている。可動金型１３は、図示しない型締装置が作動することにより、固定金型１２に対して当接及び離間する。図１、図３及び図４に示すように、図示しない型締装置によって固定金型１２と可動金型１３とが型締された状態では、固定金型１２と可動金型１３との間にキャビティ１１Ａが形成される。

図１及び図３〜図６に示すように、固定金型１２には、プランジャスリーブ１５及び射出プランジャ１６が設けられている。プランジャスリーブ１５は、円筒状をなして固定金型１２に接続されている。プランジャスリーブ１５の内部空間は、キャビティ１１Ａに連通している。射出プランジャ１６は、プランジャスリーブ１５内に進退可能に収容されている。

可動金型１３には、押し出しピン１３Ａが進退可能に設けられている。図６に示すように、押し出しピン１３Ａは、キャビティ１１Ａ内に突出可能となっている。

図１及び図３〜図６に示すように、油圧シリンダ５は、固定金型１２に設けられている。油圧シリンダ５は、シリンダ室５Ａとピストン５Ｂとを有している。シリンダ室５Ａにおけるキャビティ１１Ａとは反対側には、油圧配管５Ｃの一端が接続されている。シリンダ室５Ａにおけるキャビティ１１Ａ側には、油圧配管５Ｄの一端が接続されている。図１に示すように、油圧配管５Ｃの他端と油圧配管５Ｄの他端とは、油圧制御回路１０Ｄに接続されている。油圧制御回路１０Ｄは、図示しない流路切替弁、油圧ポンプ及び作動油タンク等によって構成されている。ピストン５Ｂは、シリンダ室５Ａ内に進退可能に収容されている。ピストン５Ｂにおけるキャビティ１１Ａ側の前面と、ピストン５Ｂにおけるキャビティ１１Ａとは反対側の背面とによって、シリンダ室５Ａが２つに分割されている。

スクイズピン４は、ピストン５Ｂに一体に形成された略円柱軸体である。スクイズピン４は、ピストン５Ｂの前面からキャビティ１１Ａに向かって突出している。

図４に示すように、ピストン５Ｂの背面とシリンダ室５Ａとによって区画される空間に油圧配管５Ｃを経由して作動油が供給される一方で、ピストン５Ｂの前面とシリンダ室５Ａとによって区画される空間から油圧配管５Ｄを経由して作動油が排出されることにより、スクイズピン４がキャビティ１１Ａ内に突出する。

図６に示すように、ピストン５Ｂの前面とシリンダ室５Ａとによって区画される空間に油圧配管５Ｄを経由して作動油が供給される一方で、ピストン５Ｂの背面とシリンダ室５Ａとによって区画される空間から油圧配管５Ｃを経由して作動油が排出されることにより、スクイズピン４が後退する。

図１、図３及び図６は、スクイズピン４が最も後退した状態を示している。図１、図３及び図６に示すスクイズピン４の位置を初期位置とする。

図４及び図５は、スクイズピン４が初期位置からキャビティ１１Ａ内に最も進入した状態を示している。図４及び図５に示すスクイズピン４の位置をフルストローク位置とする。ここで、スクイズピン４が初期位置からキャビティ１１Ａ内に最も進入する深さを「フルストローク深さＬｆ」とする。本実施例では、フルストローク深さＬｆは、１５．０ｍｍである。フルストローク深さＬｆ＝１５．０ｍｍは本発明の一形態であって、この数値に限定するものではなく、例えば、フルストローク深さＬｆ＝２０．０ｍｍもあり得る。

図１に示すように、流量センサ６は、油圧配管５Ｄの途中に設けられている。流量センサ６は、油圧配管５Ｄ内を流通する作動油の流量に応じたパルス信号を出力する。パルス信号のパルス間隔は、作動油の流量に応じて長くなったり短くなったりする。流量センサ６のパルス信号は、スクイズピン動作判定装置１に送信される。

ダイカストマシン制御部１０Ｃは、スクイズピン４が初期位置にあるか否か、また、スクイズピン４がフルストローク位置にあるか否かを図示しない位置検出センサによって検出する。なお、ダイカストマシン制御部１０Ｃは、流量センサ６のパルス出力と、油圧制御回路１０Ｄの流路切替弁の位置とに基づいて、スクイズピン４が初期位置にあるか否か、また、スクイズピン４がフルストローク位置にあるか否かを間接的に検出することもできる。

図１及び図３〜図６に示すように、ダイカストマシン制御部１０Ｃは、図示しない型締装置、射出プランジャ１６、油圧制御回路１０Ｄ及び押し出しピン１３Ａ等を制御して、加圧鋳造品Ａ２の製造を行う。

具体的には、図１に示すように、ダイカストマシン制御部１０Ｃは、図示しない型締装置によって、固定金型１２と可動金型１３とを所定の型締力で型締する状態で、ラドル１５Ａによって、プランジャスリーブ１５内に溶湯Ａ１を供給する。

次に、図３に示すように、ダイカストマシン制御部１０Ｃは、射出プランジャ１６をプランジャスリーブ１５内でキャビティ１１Ａに向かって前進させることにより、キャビティ１１Ａ内に溶湯Ａ１を射出する。図３は、射出プランジャ１６が溶湯Ａ１の射出を完了し、キャビティ１１Ａ内に溶湯Ａ１が充填された状態を示している。図３に示す射出プランジャ１６の位置を射出完了位置とする。

次に、図４に示すように、ダイカストマシン制御部１０Ｃは、油圧制御回路１０Ｄによって油圧シリンダ５を作動させ、キャビティ１１Ａ内に充填された溶湯Ａ１をスクイズピン４によって局所的に加圧する加圧動作を行う。

ここで、図２に示すように、ダイカストマシン制御部１０Ｃは、タイミングタイマ１０Ｔを有している。タイミングタイマ１０Ｔは、加圧動作においてスクイズピン４が初期位置から変位し始めるまでの待ち時間Ｔｗを制御する。待ち時間Ｔｗは、後述するように、スクイズピン動作判定装置１から送信される短縮信号又は遅延信号によって適宜調整される。

ダイカストマシン制御部１０Ｃは、図示しない位置検出センサにより、射出プランジャ１６が図３に示す射出完了位置に到達したことを検知すると、タイミングタイマ１０Ｔの計時を開始する。そして、ダイカストマシン制御部１０Ｃは、タイミングタイマ１０Ｔが待ち時間Ｔｗに達すると、スクイズピン４を図３に示す初期位置から変位させ、キャビティ１１Ａ内に進入させる。この際、図２に示すように、ダイカストマシン制御部１０Ｃからスクイズスタート信号がスクイズピン動作判定装置１に送信される。図４に示すように、キャビティ１１Ａ内に進入するスクイズピン４は、凝固する過程で収縮する溶湯Ａを局所的に加圧し、巣等の鋳造欠陥の発生を抑制する。そして、スクイズピン４は、溶湯Ａ１の凝固によって停止する。ここで、スクイズピン４が初期位置から変位して溶湯Ａ１の凝固によって停止する深さを「到達深さＬａ」とする。

スクイズピン４が実際にどのように動作したかを示すデータ、すなわち、スクイズピン４の変位の時系列データは、後述するように、スクイズピン動作判定装置１によって監視される。図９及び図１０に示す曲線Ｐ１〜Ｐ８は、スクイズピン４の変位の時系列データの一例である。時系列データＰ１〜Ｐ８を比較して判るように、スクイズピン４の変位の時系列データは、金型１１及び溶湯Ａ１の温度のばらつきや、タイミングタイマ１０Ｔの待ち時間Ｔｗの長短等の各種製造条件のばらつきにより変化する。

次に、図５に示すように、ダイカストマシン制御部１０Ｃは、図示しない型締装置によって、可動金型１３を固定金型１２から離間させる。

次に、図６に示すように、ダイカストマシン制御部１０Ｃは、押し出しピン１３Ａをキャビティ１１Ａ内に突出させて、加圧鋳造品Ａ２をキャビティ１１Ａから脱型させる。また、ダイカストマシン制御部１０Ｃは、油圧制御回路１０Ｄによって油圧シリンダ５を作動させ、スクイズピン４を初期位置に復帰させる。

図１に示すように、金型１１の近傍には、製品取り出し機２０が設置されている。製品取り出し機２０は、ダイカストマシン１０に連動して動作する。図６に示すように、ダイカストマシン１０において、可動金型１３が固定金型１２から離間し、押し出しピン１３Ａによってキャビティ１１Ａから加圧鋳造品Ａ２が脱型されると、製品取り出し機２０は、その加圧鋳造品Ａ２を取り出す。そして、製品取り出し機２０は、以下に説明するスクイズピン動作判定装置１の良品／不良品判定の結果に基づいて、取り出した加圧鋳造品Ａ２を良品置き場、又は不良品置き場に選別して移送する。

図１及び図２に示すように、スクイズピン動作判定装置１は、ダイカストマシン制御部１０Ｃとは別体の装置であって、ダイカストマシン制御部１０Ｃとの間で各種信号を送受信可能に構成されている。なお、スクイズピン動作判定装置１をダイカストマシン制御部１０の一部として構成することも可能である。

図２及び図７〜図１０に示すように、スクイズピン動作判定装置１は、スクイズピン４の加圧動作を判定することによって加圧鋳造品Ａ２の良品／不良品判定を行い、製品取り出し機２０に良品と不良品とを選別させる。また、スクイズピン動作判定装置１は、ダイカストマシン制御部１０Ｃのタイミングタイマ１０Ｔの待ち時間Ｔｗを調整する。

スクイズピン動作判定装置１は、ＣＰＵ等の演算処理装置や、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等の記憶装置を備えてなり、それらが連携動作することによって、図２に示すように、第１処理部５１、第２処理部５２、第３処理部５３及び第４処理部５４のような複数の処理を行うことが可能となっている。

また、スクイズピン動作判定装置１は、表示部９を備えている。表示部９は、ＬＣＤ等の表示画面を有するユーザインタフェースである。表示部９には、第１〜４処理部５１〜５４によって処理されたり、記憶されたりするデータ等が適宜表示される。また、表示部９には、スクイズピン４の変位の時系列データ、具体的には、図９及び図１０に示す時系列データＰ１〜Ｐ８や、後述する基準時間Ｔｇ及び所要時間Ｔａ１がユーザの操作に応じて、単独で、又は重ねてグラフ表示される。

スクイズピン動作判定装置１が行う加圧鋳造品Ａ２の良品／不良品判定について、以下に説明する。スクイズピン動作判定装置１は、ダイカストマシン１０による加圧鋳造品Ａ２の製造工程に連携し、１ショット毎に、図７及び図８に示す「良品／不良品判定」プログラムを繰り返し実行する。

まず、図７に示すステップＳ１０１において、第１深さＬ１、第２深さＬ２及び基準時間Ｔｇを設定する。

第１深さＬ１は、スクイズピン４の到達深さＬａの目標範囲上限となる深さである。第１深さＬ１は、フルストローク深さＬｆ以下に設定される。第２深さＬ２は、スクイズピン４の到達深さＬａの目標範囲下限となる深さである。第２深さＬ２は、第１深さＬ１よりも小さく設定される。

図９の例では、第１深さＬ１は、フルストローク深さＬｆ（１５．０ｍｍ）よりも小さい１４．５ｍｍに設定されている。第２深さＬ２は、第１深さＬ１よりも小さい１０．０ｍｍに設定されている。一方、図１０の例では、第１深さＬ１は、フルストローク深さＬｆと等しい１５．０ｍｍに設定されている。第２深さＬ２は、第１深さＬ１よりも小さい１０．０ｍｍに設定されている。

つまり、本実施例では、第１深さＬ１は、フルストローク深さＬｆの９０％以上となるように設定されている。

このような第１深さＬ１及び第２深さＬ２の設定は、図２に示す第３処理部５３によって行われる。第３処理部５３には、フルストローク深さＬｆが保持されるとともに、設定された第１深さＬ１及び第２深さＬ２が保持される。

基準時間Ｔｇは、スクイズピン４が第１深さＬ１に到達し、又は第１深さＬ１を通過する場合において、後述する所要時間Ｔａ１に基づいて判断する際の基準である。図９に示す時系列データＰ１、Ｐ２は、スクイズピン４が第１深さＬ１を通過する場合である。図１０に示す時系列データＰ５、Ｐ６は、スクイズピン４が第１深さＬ１に到達する場合である。

基準時間Ｔｇは、以下のように設定されている。図９及び図１０に示すように、キャビティ１１Ａ内に溶湯Ａ１がない状態においてスクイズピン４が初期位置からフルストローク深さＬｆに到達する時間を「空打ち時間Ｔｅ」とする。図９及び図１０に二点鎖線で示す時系列データＰｅは、スクイズピン４を空打ちした際の実際のデータであり、空打ち時間Ｔｅはそのデータから求められる。本実施例では、空打ち時間Ｔｅは、３秒である。時系列データＰｅとフルストローク深さＬｆとの交点Ｃｅを図９及び図１０に示す。そして、基準時間Ｔｇは、空打ち時間Ｔｅよりも長く設定されている。本実施例では、基準時間Ｔｇは、空打ち時間Ｔｅより長い４秒に設定されている。

このような基準時間Ｔｇの設定は、図２に示す第４処理部５４によって行われる。第４処理部５４には、空打ち時間Ｔｅが保持されるとともに、設定された基準時間Ｔｇが保持される。

次に、ステップＳ１０２に移行して、スクイズピン４が初期位置にあるか否かを判断する。この際、スクイズピン動作判定装置１は、ダイカストマシン制御部１０Ｃからスクイズピン４が初期位置にあるか否かを示す情報を受信する。

ステップＳ１０２において「Ｎｏ」であれば、スクイズピン４が加圧動作を開始する前提条件が満たされていないことを意味するので、ステップＳ１１２に移行する。そして、ステップＳ１１２において、製品取り出し機２０に対して不良品信号を発信し、このプログラムを終了する。不良品信号を受信した製品取り出し機２０は、取り出した加圧鋳造品Ａ２を不良品置き場に選別して移送する。

その一方、ステップＳ１０２において「Ｙｅｓ」であれば、ステップＳ１０３に移行する。そして、ステップＳ１０３において、ダイカストマシン制御部１０Ｃからスクイズスタート信号を受信すると、ステップＳ１０４に移行する。

ステップＳ１０４では、流量センサ６のパルス出力を変換し、スクイズピン４の時系列データ、例えば、図９及び図１０に示す時系列データＰ１〜Ｐ８を測定する。この測定は、図２に示す第１処理部５１によって行われる。そして、ステップＳ１０５に移行する。

ステップＳ１０５では、スクイズピン４が初期位置から変位して溶湯Ａ１の凝固によって停止する到達深さＬａを測定する。到達深さＬａは、ステップＳ１０４で測定されたスクイズピン４の時系列データにおける変位の最大値である。この測定は、図２に示す第１処理部５１によって行われる。

次に、ステップＳ１０６に移行して、到達深さＬａが第２深さＬ２未満であるか否かを判断する。この判断は、図２に示す第３処理部５３によって行われる。

ステップＳ１０６において「Ｙｅｓ」であれば、溶湯Ａ１の凝固の進行に対してスクイズピン４の変位が遅れて、スクイズピン４の局所加圧を十分に行えていないと推測できるので、ステップＳ１１３に移行する。図９に示す時系列データＰ４及び図１０に示す時系列データＰ８がこの場合に相当する。そして、ステップＳ１１３において、製品取り出し機２０に対して不良品信号を発信した後、ステップＳ１１４に移行して、ダイカスト制御部１０Ｃのタイミングタイマ１０Ｔに対して短縮信号を発信し、このプログラムを終了する。不良品信号を受信した製品取り出し機２０は、取り出した加圧鋳造品Ａ２を不良品置き場に選別して移送する。図２に示すように、短縮信号を受信したタイミングタイマ１０Ｔは、待ち時間Ｔｗを短くする。

その一方、ステップＳ１０６において「Ｎｏ」であれば、ステップＳ１０７に移行する。そして、ステップＳ１０７において、第１深さＬ１がフルストローク深さＬｆよりも小さく設定されているか否かを判断する。この判断は、図２に示す第３処理部５３によって行われる。

ステップＳ１０７において「Ｎｏ」であれば、図１０に示すように、第１深さＬ１がフルストローク深さＬｆと等しく設定されているので、図８に示すステップＳ１２１に移行する。ステップＳ１２１以降の処理については後述する。

その一方、図７に示すステップＳ１０７において「Ｙｅｓ」であれば、ステップＳ１０８に移行する。そして、ステップＳ１０８において、到達深さＬａが第１深さＬ１以下であるか否かを判断する。この判断は、図２に示す第３処理部５３によって行われる。

ステップＳ１０８において「Ｙｅｓ」であれば、溶湯Ａ１の凝固の進行に合わせてスクイズピン４が変位し、スクイズピン４の局所加圧を十分に行えていると推測できるので、ステップＳ１１１に移行する。図９に示す時系列データＰ３がこの場合に相当する。そして、ステップＳ１１１において、製品取り出し機２０に対して良品信号を発信した後、このプログラムを終了する。良品信号を受信した製品取り出し機２０は、取り出した加圧鋳造品Ａ２を良品置き場に選別して移送する。

その一方、ステップＳ１０８において「Ｎｏ」であれば、ステップＳ１０９に移行する。そして、ステップＳ１０９において、スクイズピン４が初期位置から第１深さＬ１に到達するまでの所要時間Ｔａ１を算出する。所要時間Ｔａ１は、スクイズスタート信号の受信タイミング、及びステップＳ１０４で測定されたスクイズピン４の時系列データに基づいて算出される。この処理は、図２に示す第２処理部５２によって行われる。

次に、ステップＳ１１０に移行して、所要時間Ｔａ１が基準時間Ｔｇ以上であるか否かを判断する。この判断は、図２に示す第４処理部５４によって行われる。

ステップＳ１１０において「Ｙｅｓ」であれば、溶湯Ａ１の凝固の進行に合わせてスクイズピン４がフルストローク深さＬｆ又はその近傍に到達することによってスクイズピン４の局所的な加圧が凝固する間際の溶湯Ａ１全体に確実に伝播していると推測できるので、ステップＳ１１１に移行する。図９に示す時系列データＰ２がこの場合に相当する。時系列データＰ２と第１深さＬ１との交点Ｃ２を図９に示す。交点Ｃ２は、基準時間Ｔｇよりも時間の長い側に位置している。そして、ステップＳ１１１において、製品取り出し機２０に対して良品信号を発信した後、このプログラムを終了する。良品信号を受信した製品取り出し機２０は、取り出した加圧鋳造品Ａ２を良品置き場に選別して移送する。

その一方、ステップＳ１１０において「Ｎｏ」であれば、溶湯Ａ１の凝固の進行に対してスクイズピン４の変位が早すぎて、スクイズピン４の局所加圧を十分に行えていないと推測できるので、ステップＳ１１５に移行する。図９に示す時系列データＰ１がこの場合に相当する。時系列データＰ１と第１深さＬ１との交点Ｃ１を図９に示す。交点Ｃ１は、基準時間Ｔｇよりも時間の短い側に位置している。そして、ステップＳ１１５において、製品取り出し機２０に対して不良品信号を発信した後、ステップＳ１１６に移行して、ダイカスト制御部１０Ｃのタイミングタイマ１０Ｔに対して遅延信号を発信し、このプログラムを終了する。不良品信号を受信した製品取り出し機２０は、取り出した加圧鋳造品Ａ２を不良品置き場に選別して移送する。図２に示すように、遅延信号を受信したタイミングタイマ１０Ｔは、待ち時間Ｔｗを長くする。

図７に示すステップＳ１０７から図８に示すステップＳ１２１に移行すると、到達深さＬａが第１深さＬ１（＝フルストローク深さＬｆ）未満であるか否かを判断する。この判断は、図２に示す第３処理部５３によって行われる。

ステップＳ１２１において「Ｙｅｓ」であれば、溶湯Ａ１の凝固の進行に合わせてスクイズピン４が変位し、スクイズピン４の局所加圧を十分に行えていると推測できるので、ステップＳ１２４に移行する。図１０に示す時系列データＰ７がこの場合に相当する。そして、ステップＳ１２４において、製品取り出し機２０に対して良品信号を発信した後、このプログラムを終了する。良品信号を受信した製品取り出し機２０は、取り出した加圧鋳造品Ａ２を良品置き場に選別して移送する。

その一方、ステップＳ１２１において「Ｎｏ」であれば、ステップＳ１２２に移行する。そして、ステップＳ１２２において、所要時間Ｔａ１を算出する。所要時間Ｔａ１の算出は、ステップＳ１０９と同様である。

次に、ステップＳ１２３に移行して、所要時間Ｔａ１が基準時間Ｔｇ以上であるか否かを判断する。この判断は、ステップＳ１１０と同様である。

ステップＳ１２３において「Ｙｅｓ」であれば、溶湯Ａ１の凝固の進行に合わせてスクイズピン４がフルストローク深さＬｆに到達することによってスクイズピン４の局所的な加圧が凝固する間際の溶湯Ａ１全体に確実に伝播していると推測できるので、ステップＳ１２４に移行する。図１０に示す時系列データＰ６がこの場合に相当する。時系列データＰ６と第１深さＬ１との交点Ｃ６を図１０に示す。交点Ｃ６は、基準時間Ｔｇよりも時間の長い側に位置している。そして、ステップＳ１２４において、製品取り出し機２０に対して良品信号を発信した後、このプログラムを終了する。良品信号を受信した製品取り出し機２０は、取り出した加圧鋳造品Ａ２を良品置き場に選別して移送する。

その一方、ステップＳ１２３において「Ｎｏ」であれば、溶湯Ａ１の凝固の進行に対してスクイズピン４の変位が早すぎて、スクイズピン４の局所加圧を十分に行えていないと推測できるので、ステップＳ１２５に移行する。図１０に示す時系列データＰ５がこの場合に相当する。時系列データＰ５と第１深さＬ１との交点Ｃ５を図１０に示す。交点Ｃ５は、基準時間Ｔｇよりも時間の短い側に位置している。そして、ステップＳ１２５において、製品取り出し機２０に対して不良品信号を発信した後、ステップＳ１２６に移行して、ダイカスト制御部１０Ｃのタイミングタイマ１０Ｔに対して遅延信号を発信し、このプログラムを終了する。不良品信号を受信した製品取り出し機２０は、取り出した加圧鋳造品Ａ２を不良品置き場に選別して移送する。図２に示すように、遅延信号を受信したタイミングタイマ１０Ｔは、待ち時間Ｔｗを長くする。

こうして、スクイズピン動作判定装置１は、そのショットにおける良品／不表品判定プログラムを終了すると、次のショットの開始時に、そのプログラムを再度実行する。

＜発明特定事項との関係＞
図２に示す第３処理部５３及び第４処理部５４と、図７に示すステップＳ１０１とは、本発明の「設定手段」の一例である。また、図７に示すステップＳ１０１は、本発明の「設定ステップ」の一例である。

図２に示す第１処理部５１と、図７に示すステップＳ１０５とは、本発明の「到達深さ測定手段」の一例である。また、図７に示すステップＳ１０５は、本発明の「到達深さ測定ステップ」の一例である。

図２に示す第３処理部５３と、図７に示すステップＳ１０６、Ｓ１０８と、図８に示すステップＳ１２１とは、本発明の「第１判断手段」の一例である。また、図７に示すステップＳ１０６、Ｓ１０８と、図８に示すステップＳ１２１とは、本発明の「第１判断ステップ」の一例である。

図２に示す第２処理部５２と、図７に示すステップＳ１０９と、図８に示すステップＳ１２２とは、本発明の「所要時間測定手段」の一例である。また、図７に示すステップＳ１０９と、図８に示すステップＳ１２２とは、本発明の「所要時間測定ステップ」の一例である。

図２に示す第４処理部５４と、図７に示すステップＳ１１０と、図８に示すステップＳ１２３とは、本発明の「第２判断手段」の一例である。また、図７に示すステップＳ１１０と、図８に示すステップＳ１２３とは、本発明の「第２判断ステップ」の一例である。

図２に示す第３処理部５３及び第４処理部５４と、図７に示すステップＳ１１４、Ｓ１１６と、図８に示すステップＳ１２６とは、本発明の「調整手段」の一例である。

＜作用効果＞
実施例のスクイズピン動作判定装置１及びスクイズピン動作判定方法では、図７〜図１０に示すように、図２に示す第２処理部５２は、図７に示すステップＳ１０９及び図８に示すステップＳ１２２において、スクイズピン４が初期位置から第１深さＬ１に到達するまでの所要時間Ｔａ１を測定する。

そして、図２に示す第４処理部５４は、図７に示すステップＳ１１０及び図８に示すステップＳ１２３において、所要時間Ｔａ１が基準時間Ｔｇ以上であれば、加圧鋳造品Ａ２を良品であると判断する。

つまり、このスクイズピン動作判定装置１では、図２に示す第４処理部５４と、図７に示すステップＳ１１０と、図８に示すステップＳ１２３とにより、溶湯Ａ１の凝固の進行に合わせてスクイズピン４がフルストローク深さＬｆ又はその近傍に到達することによってスクイズピン４の局所的な加圧が凝固する間際の溶湯Ａ１全体に確実に伝播していると推測できる条件に基づいて、スクイズピン４がフルストローク深さＬｆ又はその近傍に到達した場合の加圧鋳造品Ａ２の中から良品を選別することができる。具体的には、図９に示す時系列データＰ１、Ｐ２、及び図１０に示す時系列データＰ５、Ｐ６に係る複数の加圧鋳造品Ａ２の中から、時系列データＰ２、Ｐ６に係る加圧鋳造品Ａ２を良品として選別する一方、時系列データＰ１、Ｐ５に係る加圧鋳造品Ａ２を不良品として選別することができる。

したがって、実施例のスクイズピン動作判定装置１及びスクイズピン動作判定方法では、加圧鋳造品Ａ２の収率を向上させることができる。

また、このスクイズピン動作判定装置１では、図７に示すステップＳ１１４において、待ち時間Ｔｗを短くするための短縮信号をタイミングタイマ１０Ｔに対して送信する。また、図７に示すステップＳ１１６、及び図８に示すステップＳ１２５において、待ち時間Ｔｗを長くするための遅延信号をタイミングタイマ１０Ｔに対して送信する。こうして、このスクイズピン動作判定装置１では、スクイズピン４の実際の動作状況に応じて、スクイズピン４の加圧動作を開始するタイミングを好適に調整できるので、加圧鋳造品Ａ２の収率を一層向上させることができる。

さらに、このスクイズピン動作判定装置１では、図９及び図１０に示すように、基準時間Ｔｇは、スクイズピン４の空打ち時間Ｔｅよりも長く設定されている。このため、このスクイズピン動作判定装置１では、基準時間Ｔｇを好適に設定でき、良品／不良品判定をより正確に行うことができる。

また、このスクイズピン動作判定装置１では、第１深さＬ１は、フルストローク深さＬｆの９０％以上となるように設定されている。このため、このスクイズピン動作判定装置１では、第１深さＬ１が鋳造欠陥の発生を効果的に抑制可能な加圧動作の条件に近くなることにより、加圧鋳造品Ａ２の収率を一層向上させることができる。

さらに、このスクイズピン動作判定装置１では、図９及び図１０に示すように、スクイズピン４の変位の時系列データ、例えば、時系列データＰ１〜Ｐ８が表示部９にグラフ表示されるととともに、基準時間Ｔｇと所要時間Ｔａ１とがそれらの時系列データに重ねて表示部９にグラフ表示される。これにより、このスクイズピン動作判定装置１では、ダイカストマシン１０の操作者が良品／不良品判定の状況を容易に認識できる。また、最新の時系列データを過去の時系列データに重ねて表示することにより、操作者が良品／不良品判定の傾向も容易に認識できる。

以上において、本発明を実施例に即して説明したが、本発明は上記実施例に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。

本発明は、アルミダイカスト品の製造に限定されず、各種の金属を素材とする加圧鋳造品の製造に適用することができる。

本発明はダイカストマシン及びダイカスト工程に利用可能である。

１…スクイズピン動作判定装置
４…スクイズピン
５…油圧シリンダ
６…流量センサ
９…表示部
１０…ダイカストマシン
１１…金型
１１Ａ…キャビティ
１０Ｔ…タイミングタイマ
Ａ１…溶湯
Ａ２…加圧鋳造品
Ｌｆ…フルストローク深さ
Ｌ１…第１深さ
Ｌ２…第２深さ
Ｔｇ…基準時間
Ｌａ…到達深さ
Ｔａ１…スクイズピンが初期位置から第１深さに到達するまでの所要時間
Ｔｗ…加圧動作においてスクイズピンが初期位置から変位し始めるまでの待ち時間
Ｔｅ…空打ち時間

Claims (5)

1. 金型のキャビティ内に充填された溶湯をスクイズピンによって局所的に加圧する加圧動作を行って加圧鋳造品を製造するダイカストマシンに用いられ、前記スクイズピンの動作を判定するスクイズピン動作判定装置であって、
   前記スクイズピンが初期位置から前記キャビティ内に最も進入するフルストローク深さ以下である第１深さと、前記第１深さよりも小さい第２深さと、前記スクイズピンが前記第１深さに到達し、又は前記第１深さを通過する場合における基準時間とを設定する設定手段と、
   前記加圧動作において、前記スクイズピンが前記初期位置から変位して前記溶湯の凝固によって停止する到達深さを測定する到達深さ測定手段と、
   前記第１深さが前記フルストローク深さと等しく設定されている場合において前記到達深さが前記第１深さ未満かつ前記第２深さ以上であれば、前記加圧鋳造品を良品であると判断するとともに、前記第１深さが前記フルストローク深さよりも小さく設定されている場合において前記到達深さが前記第１深さ以下かつ前記第２深さ以上であれば、前記加圧鋳造品を良品であると判断する第１判断手段と、
   前記第１深さが前記フルストローク深さと等しく設定されている場合において前記到達深さが前記第１深さと等しければ、前記スクイズピンが前記初期位置から前記第１深さに到達するまでの所要時間を測定するとともに、前記第１深さが前記フルストローク深さよりも小さく設定されている場合において前記到達深さが前記第１深さよりも大きければ、前記所要時間を測定する所要時間測定手段と、
   前記所要時間が前記基準時間以上であれば、前記加圧鋳造品を良品であると判断する第２判断手段とを備え、
   前記基準時間は、前記キャビティ内に前記溶湯がない状態において前記スクイズピンが前記初期位置から前記フルストローク深さに到達する空打ち時間よりも長く設定されていることを特徴とするスクイズピン動作判定装置。
2. 前記ダイカストマシンは、前記加圧動作において前記スクイズピンが前記初期位置から変位し始めるまでの待ち時間を制御するタイミングタイマを備え、
   前記スクイズピン動作判定装置は、前記第１深さが前記フルストローク深さと等しく設定されている場合において前記到達深さが前記第１深さと等しく、かつ前記所要時間が前記基準時間よりも短ければ、前記待ち時間を長くするための遅延信号を前記タイミングタイマに対して送信するとともに、前記第１深さが前記フルストローク深さよりも小さく設定されている場合において、前記到達深さが前記第１深さよりも大きく、かつ前記所要時間が前記基準時間よりも短ければ、前記遅延信号を前記タイミングタイマに対して送信する一方、前記到達深さが前記第２深さよりも小さければ、前記待ち時間を短くするための短縮信号を前記タイミングタイマに対して送信する調整手段をさらに備えている請求項１記載のスクイズピン動作判定装置。
3. 前記第１深さは、前記フルストローク深さの９０％以上となるように設定されている請求項１又は２記載のスクイズピン動作判定装置。
4. 前記加圧動作において前記スクイズピンが前記初期位置から前記到達深さまで変位する際の時系列データをグラフ表示するととともに、前記基準時間と前記所要時間とを前記時系列データに重ねてグラフ表示する表示部をさらに備えている請求項１乃至３のいずれか１項記載のスクイズピン動作判定装置。
5. 金型のキャビティ内に充填された溶湯をスクイズピンによって局所的に加圧する加圧動作を行って加圧鋳造品を製造するダイカスト工程において実施され、前記スクイズピンの動作を判定するスクイズピン動作判定方法であって、
   前記スクイズピンが初期位置から前記キャビティ内に最も進入するフルストローク深さ以下である第１深さと、前記第１深さよりも小さい第２深さと、前記スクイズピンが前記第１深さに到達し、又は前記第１深さを通過する場合における基準時間とを設定する設定ステップと、
   前記加圧動作において、前記スクイズピンが前記初期位置から変位して前記溶湯の凝固によって停止する到達深さを測定する到達深さ測定ステップと、
   前記第１深さが前記フルストローク深さと等しく設定されている場合において前記到達深さが前記第１深さ未満かつ前記第２深さ以上であれば、前記加圧鋳造品を良品であると判断するとともに、前記第１深さが前記フルストローク深さよりも小さく設定されている場合において前記到達深さが前記第１深さ以下かつ前記第２深さ以上であれば、前記加圧鋳造品を良品であると判断する第１判断ステップと、
   前記第１深さが前記フルストローク深さと等しく設定されている場合において前記到達深さが前記第１深さと等しければ、前記スクイズピンが前記初期位置から前記第１深さに到達するまでの所要時間を測定するとともに、前記第１深さが前記フルストローク深さよりも小さく設定されている場合において前記到達深さが前記第１深さよりも大きければ、前記所要時間を測定する所要時間測定ステップと、
   前記所要時間が前記基準時間以上であれば、前記加圧鋳造品を良品であると判断する第２判断ステップとを備え、
   前記基準時間は、前記キャビティ内に前記溶湯がない状態において前記スクイズピンが前記初期位置から前記フルストローク深さに到達する空打ち時間よりも長く設定されていることを特徴とするスクイズピン動作判定方法。

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