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JP2019051552A - Injection device and die casting machine - Google Patents

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JP2019051552A JP2017179083A JP2017179083A JP2019051552A JP 2019051552 A JP2019051552 A JP 2019051552A JP 2017179083 A JP2017179083 A JP 2017179083A JP 2017179083 A JP2017179083 A JP 2017179083A JP 2019051552 A JP2019051552 A JP 2019051552A
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俊昭 豊島
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Abstract

To provide an injection device capable of improving quality.SOLUTION: Provided is an injection device 9 comprising: a dynamo-electric motor 27 capable of driving a plunger 23 slidable inside a sleeve 21 leading to the inside of a mold 101; and a control apparatus 13 controlling the dynamo-electric motor 27 based on the detection value of injection pressure P over at least a part of a fillings step where, before a metallic material in a liquid state or a solid-liquid coexistent state spreads all over a cavity Ca of a mold 101, the metallic material is filled to the cavity Ca.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本開示は、液状又は固液共存状態の金属材料を金型内に射出する射出装置、及び当該射出装置を備えたダイカストマシンに関する。   The present disclosure relates to an injection apparatus that injects a metal material in a liquid or solid-liquid coexistence state into a mold, and a die casting machine including the injection apparatus.

金型内に通じるスリーブ内を摺動可能なプランジャによって、スリーブ内の未凝固の金属材料を金型内に押し出す(射出する)射出装置が知られている(例えば特許文献1)。   2. Description of the Related Art An injection device that pushes (injects) an unsolidified metal material in a sleeve into a mold by a plunger that can slide in a sleeve that communicates with the mold (for example, Patent Document 1) is known.

一般に、溶湯(液状金属)を射出する射出装置においては、金型のキャビティ(金型内の空間のうち製品に対応する部分)への溶湯の充填が完了するまでは、プランジャの速度(射出速度)を制御する速度制御が行われ、充填完了後は、プランジャによって溶湯に付与する圧力(射出圧力)を制御する圧力制御が行われる。これは、充填完了前までは射出速度が品質に及ぼす影響が大きく、充填完了後においては射出圧力が品質に及ぼす影響が大きいことからである。   In general, in an injection device for injecting molten metal (liquid metal), the plunger speed (injection speed) until filling of the molten metal into the mold cavity (the part corresponding to the product in the space in the mold) is completed. ) Is controlled, and after filling is completed, pressure control is performed to control the pressure (injection pressure) applied to the molten metal by the plunger. This is because the injection speed has a great influence on the quality before completion of filling, and the injection pressure has a great influence on the quality after filling.

特許文献1では、電動式のダイカストマシンにおいて、溶湯がキャビティに完全に行き渡っているも湯溜り(オーバーフロー)に完全に行き渡っていないときに圧力制御を開始することを提案している。特許文献1では、溶湯がキャビティに完全に行き渡るまでは速度制御を行うことによって、製品の品質を確保することができることを謳っている。   Patent Document 1 proposes that pressure control is started in an electric die-casting machine when the molten metal has completely spread to the cavity but has not completely spread to the hot water pool (overflow). Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228667 claims that the quality of the product can be ensured by performing speed control until the molten metal reaches the cavity completely.

特開2008−126294号公報JP 2008-126294 A

射出速度が速いと、例えば、未凝固の金属材料と金型との摩擦によって焼き付きが生じ、製品の品質が低下するおそれがある。また、射出速度が遅いと、例えば、巣の一種であるブリスターが生じ、やはり製品の品質が低下するおそれがある。しかし、オペレータが射出速度として種々の値を設定しても、このような品質低下を抑制することが困難な場合があった。従って、品質を向上可能な射出装置及びダイカストマシンが提供されることが望まれる。   When the injection speed is high, for example, seizure occurs due to friction between the unsolidified metal material and the mold, and the product quality may be deteriorated. In addition, when the injection speed is low, for example, blisters that are a kind of nest are generated, and there is a possibility that the quality of the product is also deteriorated. However, even if the operator sets various values as the injection speed, it may be difficult to suppress such quality deterioration. Therefore, it is desired to provide an injection apparatus and a die casting machine that can improve quality.

本開示の一態様に係る射出装置は、金型内に通じるスリーブ内を摺動可能なプランジャを駆動可能な電動機と、前記金型のキャビティに金属材料が行き渡る前の、前記キャビティに金属材料が充填されている充填工程の少なくとも一部に亘って、射出圧力の検出値に基づいて前記電動機を制御する圧力制御を行う制御装置と、を有している。   An injection device according to an aspect of the present disclosure includes an electric motor capable of driving a plunger that can slide in a sleeve that communicates with a mold, and the metal material in the cavity before the metal material reaches the cavity of the mold. And a control device that performs pressure control for controlling the electric motor based on a detected value of the injection pressure over at least a part of the filling process.

一例において、前記圧力制御は、前記射出圧力を目標圧力に収束させる制御を含む。   In one example, the pressure control includes control for converging the injection pressure to a target pressure.

一例において、前記制御装置は、前記プランジャの位置の検出値が所定値に到達すると前記圧力制御を開始する。   In one example, the control device starts the pressure control when a detection value of the position of the plunger reaches a predetermined value.

一例において、前記制御装置は、前記射出圧力の検出値が所定値まで上昇すると前記圧力制御を開始する。   In one example, the control device starts the pressure control when the detected value of the injection pressure rises to a predetermined value.

一例において、前記制御装置は、射出速度の検出値が所定値まで降下すると前記圧力制御を開始する。   In one example, the control device starts the pressure control when the detected value of the injection speed drops to a predetermined value.

一例において、前記制御装置は、前記圧力制御中に射出速度の検出値が所定の上限速度に到達したときは、一時的に前記圧力制御に優先して前記射出速度を前記上限速度以下に規制する制御を行う。   In one example, when the detected value of the injection speed reaches a predetermined upper limit speed during the pressure control, the control device temporarily controls the injection speed to be equal to or lower than the upper limit speed in preference to the pressure control. Take control.

一例において、前記制御装置は、前記射出圧力の検出値の変化に応じて前記目標圧力を変化させる。   In one example, the control device changes the target pressure in accordance with a change in the detected value of the injection pressure.

一例において、前記制御装置は、前記充填工程の少なくとも一部に亘って、射出速度を目標速度に収束させる速度制御により前記電動機を制御し、前記圧力制御は、前記速度制御中に前記射出圧力の検出値が所定の上限圧力に到達したときに、一時的に前記速度制御に優先して、前記射出圧力を前記上限圧力以下に規制する制御を含む。   In one example, the control device controls the electric motor by speed control that converges the injection speed to a target speed over at least a part of the filling step, and the pressure control is configured to control the injection pressure during the speed control. When the detected value reaches a predetermined upper limit pressure, the control includes temporarily controlling the injection pressure below the upper limit pressure in preference to the speed control.

本開示の一態様に係るダイカストマシンは、上記の射出装置と、前記金型を型締めする型締装置と、を有している。   A die casting machine according to an aspect of the present disclosure includes the above-described injection device and a mold clamping device that clamps the mold.

本開示の一態様に係るダイカストマシンは、前記金型を型締めする型締装置と、上記の射出装置と、を有している。   A die casting machine according to an aspect of the present disclosure includes a mold clamping device that clamps the mold and the injection device.

上記の構成によれば、品質を向上可能である。   According to said structure, quality can be improved.

本開示の実施形態に係るダイカストマシンの要部構成を示す模式図。The schematic diagram which shows the principal part structure of the die-casting machine which concerns on embodiment of this indication. 図1のダイカストマシンの射出装置の要部構成を示す模式図。The schematic diagram which shows the principal part structure of the injection apparatus of the die-casting machine of FIG. 図3(a)〜図3(c)は図2の射出装置の動作を説明するための模式図。3A to 3C are schematic diagrams for explaining the operation of the injection apparatus of FIG. 図2の射出装置における射出波形の例を示す図。The figure which shows the example of the injection waveform in the injection device of FIG. 図5(a)〜図5(e)は充填工程中の圧力波形の例を示す図。Fig.5 (a)-FIG.5 (e) are figures which show the example of the pressure waveform in a filling process. 図2の射出装置が実行する射出処理の手順の例を示すフローチャート。The flowchart which shows the example of the procedure of the injection process which the injection device of FIG. 2 performs. 第1変形例に係る射出処理の手順の例を示すフローチャート。The flowchart which shows the example of the procedure of the injection process which concerns on a 1st modification. 第2変形例に係る射出処理の手順の例を示すフローチャート。The flowchart which shows the example of the procedure of the injection process which concerns on a 2nd modification. 第3変形例に係る圧力制御処理の手順の例を示すフローチャート。The flowchart which shows the example of the procedure of the pressure control process which concerns on a 3rd modification.

(ダイカストマシンの全体構成)
図1は、本開示の実施形態に係るダイカストマシン1の要部の構成を示す、一部に断面図を含む側面図である。
(Overall configuration of die casting machine)
FIG. 1 is a side view partially including a cross-sectional view illustrating a configuration of a main part of a die casting machine 1 according to an embodiment of the present disclosure.

ダイカストマシン1は、未凝固状態の金属材料を金型101内へ射出し、金属材料を金型101内で凝固させることにより、ダイカスト品(製品)を製造するものである。金属は、例えば、アルミニウム若しくはマグネシウム又はこれらの合金である。未凝固状態は、液状又は固液共存状態である。固液共存状態は、液状から凝固した半凝固状態、又は固体から溶融した半溶融状態である。   The die casting machine 1 manufactures a die-cast product (product) by injecting an unsolidified metal material into a mold 101 and solidifying the metal material in the mold 101. The metal is, for example, aluminum or magnesium or an alloy thereof. The unsolidified state is a liquid or solid-liquid coexistence state. The solid-liquid coexistence state is a semi-solid state solidified from liquid or a semi-molten state melted from solid.

金型101は、例えば、固定金型103及び移動金型105を含んでいる。本実施形態の説明では、便宜上、固定金型103又は移動金型105の断面を1種類のハッチングで示すが、これらの金型は、直彫り式のものであってもよいし、入れ子式のものであってもよい。また、固定金型103及び移動金型105には、中子などが組み合わされてもよい。金型101内の空間は、例えば、製品に対応する部分であるキャビティCa、キャビティCaに金属材料を導く湯道(符号省略)、キャビティCaと湯道との境界であるゲートGt(図2参照)、及び先走りの金属材料を引き込む湯だまり(不図示)を含んでいる。   The mold 101 includes, for example, a fixed mold 103 and a moving mold 105. In the description of the present embodiment, for convenience, the cross section of the fixed mold 103 or the movable mold 105 is shown by one type of hatching, but these molds may be of a direct engraving type or a nested type. It may be a thing. Further, the fixed mold 103 and the moving mold 105 may be combined with a core or the like. The space in the mold 101 is, for example, a cavity Ca corresponding to a product, a runner (not shown) that leads a metal material to the cavity Ca, and a gate Gt that is a boundary between the cavity Ca and the runner (see FIG. 2). ), And a puddle (not shown) that draws the metal material ahead.

ダイカストマシン1は、例えば、鋳造のための機械的動作を行うマシン本体部3と、マシン本体部3の動作を制御する制御ユニット5とを有している。   The die casting machine 1 includes, for example, a machine main body 3 that performs a mechanical operation for casting, and a control unit 5 that controls the operation of the machine main body 3.

マシン本体部3は、例えば、金型101の開閉及び型締めを行う型締装置7と、金型101内に金属材料を射出する射出装置9と、ダイカスト品を固定金型103又は移動金型105(図1では移動金型105)から押し出す押出装置11とを有している。マシン本体部3の構成は、射出装置9の構成を除いて、公知の種々の構成と同様とされてよい。   The machine body 3 includes, for example, a mold clamping device 7 that opens and closes and molds the mold 101, an injection apparatus 9 that injects a metal material into the mold 101, and a die-cast product that is a fixed mold 103 or a movable mold. And an extruding device 11 for extruding from a moving mold 105 in FIG. The configuration of the machine body 3 may be the same as various known configurations except for the configuration of the injection device 9.

鋳造サイクルにおいて、型締装置7は、移動金型105を固定金型103へ向かって移動させ、型閉じを行う。さらに、型締装置7は、タイバー(符号省略)の伸長量に応じた型締力を金型101に付与して型締めを行う。型締めされた金型101内にはキャビティCaが構成される。射出装置9は、そのキャビティCaへ金属材料を射出・充填する。キャビティCaに充填された金属材料は、金型101に熱を奪われて冷却され、凝固する。これにより、製品が形成される。その後、型締装置7は、移動金型105を固定金型103から離れる方向へ移動させて型開きを行う。この際又はその後、押出装置11は、移動金型105から製品を押し出す。   In the casting cycle, the mold clamping device 7 moves the moving mold 105 toward the fixed mold 103 to close the mold. Further, the mold clamping device 7 performs mold clamping by applying a mold clamping force corresponding to the extension amount of the tie bar (reference number omitted) to the mold 101. A cavity Ca is formed in the mold 101 that has been clamped. The injection device 9 injects and fills a metal material into the cavity Ca. The metal material filled in the cavity Ca is deprived of heat by the mold 101 and is cooled and solidified. Thereby, a product is formed. Thereafter, the mold clamping device 7 opens the mold by moving the moving mold 105 away from the fixed mold 103. At this time or thereafter, the extrusion device 11 extrudes the product from the moving mold 105.

制御ユニット5は、例えば、各種の演算を行って制御指令を出力する制御装置13(図2参照)と、画像を表示する表示装置15と、オペレータの入力操作を受け付ける入力装置17とを有している。また、別の観点では、制御ユニット5は、例えば、電源回路及び制御回路等を有する不図示の制御盤と、ユーザインターフェースとしての操作部19とを有している。   The control unit 5 includes, for example, a control device 13 (see FIG. 2) that performs various calculations and outputs a control command, a display device 15 that displays an image, and an input device 17 that receives an operator's input operation. ing. From another viewpoint, the control unit 5 includes, for example, a control panel (not shown) having a power supply circuit, a control circuit, and the like, and an operation unit 19 as a user interface.

制御装置13は、例えば、不図示の制御盤及び操作部19に設けられている。制御装置13は、適宜に分割乃至は分散して構成されてよい。例えば、制御装置13は、型締装置7、射出装置9及び押出装置11毎の下位の制御装置と、この下位の制御装置間の同期を図るなどの制御を行う上位の制御装置とを含んで構成されてよい。   The control device 13 is provided in a control panel and an operation unit 19 (not shown), for example. The control device 13 may be divided or distributed as appropriate. For example, the control device 13 includes a lower control device for each of the mold clamping device 7, the injection device 9, and the extrusion device 11, and a higher control device that performs control such as synchronization between the lower control devices. May be configured.

表示装置15及び入力装置17は、例えば、操作部19に設けられている。操作部19は、例えば、型締装置7の固定的部分に設けられている。表示装置15は、例えば、液晶表示ディスプレイ乃至は有機ELディスプレイを含んだタッチパネルによって構成されている。入力装置17は、例えば、機械式のスイッチ及び前記のタッチパネルによって構成されている。   The display device 15 and the input device 17 are provided in the operation unit 19, for example. For example, the operation unit 19 is provided in a fixed portion of the mold clamping device 7. The display device 15 is configured by a touch panel including a liquid crystal display or an organic EL display, for example. The input device 17 is configured by, for example, a mechanical switch and the touch panel.

なお、ダイカストマシン1のうち射出装置9に着目する場合において、制御ユニット5は、射出装置9の一部として捉えられてよい。制御ユニット5の構成要素(制御装置13、表示装置15又は入力装置17)についても同様である。以下では、制御装置13、表示装置15及び/又は入力装置17について、射出装置9の一部として説明することがある。   When attention is paid to the injection device 9 in the die casting machine 1, the control unit 5 may be regarded as a part of the injection device 9. The same applies to the components of the control unit 5 (the control device 13, the display device 15, or the input device 17). Hereinafter, the control device 13, the display device 15, and / or the input device 17 may be described as a part of the injection device 9.

(射出装置の全体構成)
図2は、射出装置9の要部の構成を示す模式図である。
(Overall configuration of injection device)
FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of a main part of the injection device 9.

射出装置9は、例えば、キャビティCaに連通するスリーブ21と、スリーブ21内の金属材料をキャビティCaへ押し出すプランジャ23と、プランジャ23を駆動する駆動部25と、駆動部25を制御する制御装置13とを有している。これらの構成は、例えば、以下のとおりである。   The injection device 9 includes, for example, a sleeve 21 communicating with the cavity Ca, a plunger 23 that pushes the metal material in the sleeve 21 to the cavity Ca, a drive unit 25 that drives the plunger 23, and a control device 13 that controls the drive unit 25. And have. These configurations are, for example, as follows.

スリーブ21は、例えば、固定金型103に挿通された筒状部材である。プランジャ23は、スリーブ21内を前後方向に摺動可能なプランジャチップ23aと、プランジャチップ23aに固定されたプランジャロッド23bとを有している。スリーブ21の上面に形成された給湯口21aから金属材料がスリーブ21内に供給され、プランジャチップ23aがスリーブ21内をキャビティCaに向かって摺動する(前進する)ことにより、金属材料はキャビティCaに射出される。   The sleeve 21 is a cylindrical member inserted through the fixed mold 103, for example. The plunger 23 has a plunger tip 23a that can slide in the front-rear direction within the sleeve 21, and a plunger rod 23b fixed to the plunger tip 23a. The metal material is supplied into the sleeve 21 from the hot water supply port 21a formed on the upper surface of the sleeve 21, and the plunger tip 23a slides (advances) toward the cavity Ca in the sleeve 21, whereby the metal material becomes the cavity Ca. Is injected into.

(駆動部の構成)
駆動部25は、例えば、電動式のものであり、回転式の電動機27と、電動機27の回転を伝達するプーリ・ベルト機構29と、プーリ・ベルト機構29によって伝達された回転を並進運動に変換するねじ機構31と、ねじ機構31とプランジャ23との間に介在する中継部材33と、を有している。
(Configuration of drive unit)
The drive unit 25 is, for example, an electric type, and includes a rotary electric motor 27, a pulley / belt mechanism 29 that transmits the rotation of the electric motor 27, and a rotation transmitted by the pulley / belt mechanism 29 into a translational motion. And a relay member 33 interposed between the screw mechanism 31 and the plunger 23.

電動機27は、特に図示しないが、界磁及び電機子の一方を構成するステータと、界磁及び電機子の他方を構成し、ステータに対して回転するロータとを有している。電動機27は、適宜な形式のものとされてよく、例えば、直流電動機であってもよいし、交流電動機であってもよいし、同期電動機であってもよいし、誘導電動機であってもよいし、ブレーキ付のものであってもよい。   Although not particularly illustrated, the electric motor 27 includes a stator that constitutes one of a field and an armature, and a rotor that constitutes the other of the field and the armature and rotates with respect to the stator. The electric motor 27 may be of an appropriate type. For example, the electric motor 27 may be a DC motor, an AC motor, a synchronous motor, or an induction motor. However, it may be equipped with a brake.

電動機27には、ドライバ35によって電力が供給される。ドライバ35は、例えば、電動機27の回転を検出する不図示のセンサ(例えばエンコーダ)の検出値に基づいて、回転数のフィードバック制御を行うことが可能である。また、ドライバ35は、例えば、電動機27に流れる電流を検出し、その検出値に基づいてトルクのフィードバック制御を行うことが可能である。   Electric power is supplied to the electric motor 27 by a driver 35. For example, the driver 35 can perform feedback control of the number of rotations based on a detection value of a sensor (not shown) (for example, an encoder) that detects the rotation of the electric motor 27. The driver 35 can detect, for example, a current flowing through the electric motor 27 and perform torque feedback control based on the detected value.

プーリ・ベルト機構29は、例えば、電動機27の出力軸に固定された第1プーリ37と、第1プーリ37に掛けられたベルト39と、ベルト39が掛けられた第2プーリ41とを有している。ベルト39は、例えば、歯付ベルトであってもよいし、歯が付いていないものであってもよい。電動機27の回転は、第1プーリ37からベルト39を経由して第2プーリ41に伝えられる。   The pulley / belt mechanism 29 includes, for example, a first pulley 37 fixed to the output shaft of the electric motor 27, a belt 39 hung on the first pulley 37, and a second pulley 41 on which the belt 39 is hung. ing. The belt 39 may be, for example, a toothed belt or may have no teeth. The rotation of the electric motor 27 is transmitted from the first pulley 37 to the second pulley 41 via the belt 39.

ねじ機構31は、例えば、ボールねじ機構又は滑りねじ機構によって構成されている。ねじ機構31は、例えば、第2プーリ41に同軸に固定されたねじ軸43と、ねじ軸43に螺合するナット45とを有している。ねじ軸43は、例えば、不図示の軸受により、軸回りの回転が許容されているとともに軸方向の移動が規制されている。一方、ナット45は、例えば、不図示のガイドによって、軸回りの回転が規制されているとともに軸方向の移動が許容されている。従って、電動機27の回転がねじ軸43に伝達されると、ナット45がその軸方向に移動する。   The screw mechanism 31 is configured by, for example, a ball screw mechanism or a sliding screw mechanism. The screw mechanism 31 includes, for example, a screw shaft 43 that is coaxially fixed to the second pulley 41 and a nut 45 that is screwed onto the screw shaft 43. The screw shaft 43 is allowed to rotate around the shaft and is restricted from moving in the axial direction, for example, by a bearing (not shown). On the other hand, for example, the nut 45 is restricted from rotating around the axis by a guide (not shown) and is allowed to move in the axial direction. Therefore, when the rotation of the electric motor 27 is transmitted to the screw shaft 43, the nut 45 moves in the axial direction.

中継部材33は、例えば、概略筒状の形状であり、内部にねじ軸43を収容しつつ後端がナット45に固定されている。また、中継部材33の前端は、プランジャ23の後端に固定されている。従って、ナット45が前進すると、その駆動力は中継部材33を介してプランジャ23に伝達され、プランジャ23も前進する。   The relay member 33 has, for example, a substantially cylindrical shape, and the rear end is fixed to the nut 45 while accommodating the screw shaft 43 therein. Further, the front end of the relay member 33 is fixed to the rear end of the plunger 23. Therefore, when the nut 45 moves forward, the driving force is transmitted to the plunger 23 via the relay member 33, and the plunger 23 also moves forward.

中継部材33とプランジャ23との固定は、例えば、カップリング47を介してなされている。カップリング47は、例えば、一般的な油圧式射出装置において射出シリンダのピストンロッドとプランジャ23とを連結するものと同様でよい。中継部材33の先端には、特に符号を付さないが、射出シリンダのピストンロッドの先端と同様に、軸部とフランジとからなる連結部が構成されている。   The relay member 33 and the plunger 23 are fixed via a coupling 47, for example. The coupling 47 may be the same as that which connects the piston rod of the injection cylinder and the plunger 23 in a general hydraulic injection device, for example. Although a reference numeral is not particularly attached to the distal end of the relay member 33, a connecting portion composed of a shaft portion and a flange is formed in the same manner as the distal end of the piston rod of the injection cylinder.

(射出装置のセンサ)
射出装置9は、例えば、プランジャ23の位置を検出する位置センサ49と、プランジャ23に付与している力を検出する力センサ51とを有している。
(Injection device sensor)
The injection device 9 includes, for example, a position sensor 49 that detects the position of the plunger 23 and a force sensor 51 that detects a force applied to the plunger 23.

位置センサ49の構成は適宜なものとされてよい。例えば、位置センサ49は、中継部材33に設けられた不図示のスケール部とともに磁気式又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、プランジャ23に固定的な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。   The configuration of the position sensor 49 may be appropriate. For example, the position sensor 49 may constitute a magnetic or optical linear encoder together with a scale portion (not shown) provided on the relay member 33, and the distance from the member fixed to the plunger 23 may be set. You may comprise with the laser length measuring device to measure.

位置センサ49、又は制御装置13は、検出位置の微分値であるプランジャ23の速度(射出速度)を取得(検出)することも可能である。この観点においては、位置センサ49は、速度センサとして捉えられてもよい。   The position sensor 49 or the control device 13 can also acquire (detect) the speed (injection speed) of the plunger 23 that is a differential value of the detected position. In this respect, the position sensor 49 may be regarded as a speed sensor.

力センサ51は、例えば、ロードセルを含んで構成されており、中継部材33とナット45との間に介在し、ナット45から中継部材33へ伝えられる力(圧縮力および引張力)を検出する。ロードセルの構成は適宜なものとされてよく、例えば、歪ゲージ式である。その他、ロードセルは、ばね式、圧電式、磁歪式、静電容量式又はジャイロ式であってもよい。   The force sensor 51 includes, for example, a load cell, is interposed between the relay member 33 and the nut 45, and detects forces (compression force and tensile force) transmitted from the nut 45 to the relay member 33. The configuration of the load cell may be appropriate, for example, a strain gauge type. In addition, the load cell may be a spring type, a piezoelectric type, a magnetostrictive type, a capacitance type, or a gyro type.

制御装置13は、力センサ51の検出した力及びプランジャチップ23aの径(断面積)に基づいて、プランジャ23が金属材料に付与している圧力(射出圧力)を算出することができる。この観点においては、力センサ51は、圧力センサと捉えられてもよい。また、プランジャ23の径は、鋳造サイクル中に変化することはないから、本開示において、射出圧力の検出値は、力の検出値と同義であるものとする。   The control device 13 can calculate the pressure (injection pressure) applied to the metal material by the plunger 23 based on the force detected by the force sensor 51 and the diameter (cross-sectional area) of the plunger tip 23a. In this viewpoint, the force sensor 51 may be regarded as a pressure sensor. Further, since the diameter of the plunger 23 does not change during the casting cycle, in the present disclosure, the detected value of the injection pressure is synonymous with the detected value of the force.

(制御装置)
制御装置13においては、例えば、CPUがROM及び/又は外部記憶装置に記憶されているプログラムを実行することによって、各種の動作を行う複数の機能部が構築される、複数の機能部は、例えば、速度制御部53及び圧力制御部55である。
(Control device)
In the control device 13, for example, a plurality of functional units that perform various operations are constructed by the CPU executing a program stored in the ROM and / or the external storage device. A speed control unit 53 and a pressure control unit 55.

速度制御部53は、例えば、位置センサ49の検出値に基づいて、射出速度が所望の値に収束するように電動機27を制御する。圧力制御部55は、例えば、力センサ51の検出値に基づいて、射出圧力が所望の値に収束するように電動機27を制御する。なお、制御量(射出速度又は射出圧力)を所望の値に収束させるフィードバック制御は、制御遅れ等に起因して、制御量が所望の範囲に収まるように制御しているように見える結果(例えば上限値を規制しているかのように見える結果)を招いても構わない。   For example, the speed control unit 53 controls the electric motor 27 so that the injection speed converges to a desired value based on the detection value of the position sensor 49. For example, based on the detection value of the force sensor 51, the pressure control unit 55 controls the electric motor 27 so that the injection pressure converges to a desired value. Note that the feedback control for converging the control amount (injection speed or injection pressure) to a desired value is a result of appearing to control the control amount within a desired range due to a control delay or the like (for example, You may invite a result that seems to regulate the upper limit).

(射出装置の動作)
図3(a)〜図3(c)は、射出装置9の動作を説明するための模式図である。これらの図は、図2の状態から、図3(a)、図3(b)、図3(c)の順で、射出工程が進行していく様子を示している。
(Operation of injection device)
FIG. 3A to FIG. 3C are schematic views for explaining the operation of the injection device 9. These drawings show how the injection process proceeds from the state of FIG. 2 in the order of FIG. 3A, FIG. 3B, and FIG. 3C.

スリーブ21に未凝固の金属材料Mが供給されると、射出装置9は、図3(a)、図3(b)及び図3(c)に示すように、プランジャ23を前進させていく。これにより、金属材料Mは、ゲートGtよりも手前にある状態(図3(a))から、ゲートGtを超えてキャビティCaに流れ込んでいる状態(図3(b))を経由して、キャビティCaに対する充填が完了した状態(図3(c))へと移行していく。   When the unsolidified metal material M is supplied to the sleeve 21, the injection device 9 advances the plunger 23 as shown in FIGS. 3 (a), 3 (b) and 3 (c). As a result, the metal material M passes from the state in front of the gate Gt (FIG. 3A) to the cavity Ca through the state in which it flows into the cavity Ca beyond the gate Gt (FIG. 3B). It moves to the state (FIG.3 (c)) with which filling with Ca was completed.

一般的な射出装置においては、図3(a)及び図3(b)の状態においては、射出速度を所望の値に維持する速度制御が行われる。そして、図3(c)の状態に至ると、例えば、射出圧力を最終的な鋳造圧力(終圧)に至らせるための制御が行われる。   In a general injection apparatus, speed control is performed to maintain the injection speed at a desired value in the state of FIGS. 3 (a) and 3 (b). Then, when the state shown in FIG. 3C is reached, for example, control for bringing the injection pressure to the final casting pressure (final pressure) is performed.

本実施形態に係る射出装置9においては、金属材料がゲートGtに到達する前は、図3(a)において速度制御部53から電動機27への指令を矢印で示しているように、従来と同様に、速度制御が行われる。しかし、従来とは異なり、図3(b)において圧力制御部55から電動機27への指令を矢印で示しているように、金属材料がキャビティCaに充填される前に、射出圧力を所望の値にするための圧力制御を開始する。なお、図3(c)に示すように、充填完了以後には、終圧(及び必要に応じて終圧に至るまでの所望の昇圧曲線)を得るための圧力制御が行われる。   In the injection device 9 according to the present embodiment, before the metal material reaches the gate Gt, the command from the speed control unit 53 to the electric motor 27 is indicated by an arrow in FIG. In addition, speed control is performed. However, unlike the conventional case, the injection pressure is set to a desired value before the metal material is filled into the cavity Ca, as indicated by an arrow in FIG. 3B from the pressure control unit 55 to the electric motor 27. To start pressure control. In addition, as shown in FIG.3 (c), after completion | finish of filling, the pressure control for obtaining final pressure (and the desired pressure | voltage rise curve until it reaches final pressure as needed) is performed.

(射出波形の例)
図4は、射出装置9における射出波形の例を示す図である。
(Example of injection waveform)
FIG. 4 is a diagram showing an example of an injection waveform in the injection device 9.

この図において、横軸は、時間t(射出開始からの経過時間)を示す軸である。縦軸は、プランジャ23の位置D(射出開始時からの距離D)、射出速度V及び射出圧力Pの値を示す軸である。線L1は、位置Dの経時変化を示している。線L2は、射出速度Vの経時変化を示している。線L3は、射出圧力Pの経時変化を示している。   In this figure, the horizontal axis is an axis indicating time t (elapsed time from the start of injection). The vertical axis represents the values of the position D of the plunger 23 (distance D from the start of injection), the injection speed V, and the injection pressure P. A line L1 indicates a change with time of the position D. A line L2 indicates a change with time in the injection speed V. A line L3 indicates a change with time in the injection pressure P.

図4では、溶湯を層流充填するときの射出波形、又は固液共存金属を充填するときの射出波形を例に取っている。以下の説明も同様である。この図は、基本的には、位置D、速度V及び圧力Pの検出値の波形を示している。ただし、速度制御が行われている間の速度V、及び圧力制御が行われている間の圧力Pについては、目標値の波形が示されていると捉えられてもよい。後述する図5(a)〜図5(e)においても同様である。   In FIG. 4, the injection waveform when laminating the molten metal or the injection waveform when filling the solid-liquid coexisting metal is taken as an example. The following description is also the same. This figure basically shows waveforms of detected values of position D, velocity V and pressure P. However, regarding the speed V during the speed control and the pressure P during the pressure control, it may be considered that the waveform of the target value is shown. The same applies to FIGS. 5A to 5E described later.

時点t0は、射出開始時点である。射出の初期段階(時点t0〜時点t1)においては、速度Vは、例えば、概ね一定の値に制御される。位置Dの値は、速度Vに応じた量で増加する。圧力Pの値は0に近い値に維持される。   Time t0 is an injection start time. In the initial stage of injection (time t0 to time t1), the speed V is controlled to a substantially constant value, for example. The value of the position D increases by an amount corresponding to the speed V. The value of the pressure P is maintained at a value close to zero.

時点t1は、金属材料がゲートGtに到達したときに概ね対応している。金属材料がゲートGtに到達すると、ゲートGtの断面積が湯道の断面積よりも絞られていることなどから、速度Vは低下し始め、また、圧力Pは上昇し始める。位置Dは、速度Vの低下に伴って増加率が小さくなる。   The time point t1 corresponds approximately when the metal material reaches the gate Gt. When the metal material reaches the gate Gt, the speed V starts to decrease and the pressure P starts to increase because the cross-sectional area of the gate Gt is narrower than the cross-sectional area of the runner. As the speed V decreases, the increase rate of the position D decreases.

時点t2は、金属材料のキャビティCaへの充填が概ね完了したときに対応している。金属材料は、オーバーフロー等を除いて、基本的には行き場を失うから、速度Vは略0になり、圧力Pは比較的急激に上昇する。位置Dは、速度Vが0になることに伴って一定値となる。   The time point t2 corresponds to when the filling of the metal material into the cavity Ca is almost completed. Since the metallic material basically loses its destination except for an overflow or the like, the velocity V becomes substantially zero and the pressure P rises relatively rapidly. The position D becomes a constant value as the velocity V becomes zero.

(充填工程中の制御)
金属材料がゲートGtに到達してから金属材料のキャビティCaへの充填が完了するまで(時点t1〜t2)の工程を充填工程というものとする。図の下部には、制御の種類が速度制御又は圧力制御のいずれであるかが矢印によって示されている。図3(b)を参照して既に述べたように、一般には、充填工程において速度制御が行われるところ、本実施形態では、充填工程において圧力制御を行う。
(Control during filling process)
The process from when the metal material reaches the gate Gt until the metal material is completely filled into the cavity Ca (time t1 to t2) is referred to as a filling process. In the lower part of the figure, an arrow indicates whether the type of control is speed control or pressure control. As already described with reference to FIG. 3B, in general, speed control is performed in the filling process. In the present embodiment, pressure control is performed in the filling process.

オペレータは、例えば、入力装置17を介して、速度制御における目標速度及び圧力制御における目標圧力を経過時間又はプランジャ23の位置に対して設定する。なお、充填工程中の目標圧力については、制御装置13が自動的に設定してもよい。例えば、制御装置13は、オペレータが設定した最終的な鋳造圧力(終圧)に対して所定の割合(<1)を乗じた値を充填工程中の目標圧力として設定してよい。   For example, the operator sets the target speed in the speed control and the target pressure in the pressure control with respect to the elapsed time or the position of the plunger 23 via the input device 17. In addition, about the target pressure in a filling process, the control apparatus 13 may set automatically. For example, the control device 13 may set a value obtained by multiplying a final casting pressure (final pressure) set by the operator by a predetermined ratio (<1) as a target pressure in the filling process.

(圧力制御の開始時期)
圧力制御は、充填工程の少なくとも一部において行われればよい。従って、圧力制御の開始時点は、時点t1よりも前であってもよいし、時点t1であってもよいし(図示の例)、時点t1よりも後(ただし、時点t2よりも前)であってもよい。
(Pressure control start time)
The pressure control may be performed in at least a part of the filling process. Therefore, the start point of the pressure control may be before the time point t1, may be the time point t1 (example shown in the figure), or after the time point t1 (but before the time point t2). There may be.

なお、本開示において、圧力制御が充填工程の少なくとも一部において行われているという動作には、充填完了時に圧力制御を開始する思想でありながら、制御の誤差又は制御遅れの補償等のために充填完了前に圧力制御が開始されるものは含まれないものとする。その判別は、圧力制御の開始条件等から可能であるが、単純に、圧力制御の開始時点と充填完了時点とを比較して判別してもよい。例えば、充填完了時よりも充填工程の長さの10%以上または50%以上前から圧力制御が開始されていれば、本実施形態のように充填工程の少なくとも一部において圧力制御が行われていると判定されてよい。   In the present disclosure, the operation in which the pressure control is performed in at least a part of the filling process is a concept of starting the pressure control when the filling is completed, but for compensation of a control error or a control delay. It shall not include those whose pressure control is started before filling is completed. The determination can be made based on the pressure control start condition or the like, but it may be determined by simply comparing the pressure control start time and the filling completion time. For example, if the pressure control is started from 10% or more or 50% or more of the length of the filling process before the completion of filling, the pressure control is performed in at least a part of the filling process as in this embodiment. It may be determined that

射出装置9(制御装置13)は、圧力制御の開始時点が到来したか否かを適宜に判断してよい。   The injection device 9 (control device 13) may appropriately determine whether or not the pressure control start time has come.

例えば、プランジャ23が所定位置まで前進すると、金属材料がゲートGtに到達し、充填が開始される。従って、制御装置13は、位置センサ49の検出値が所定値Dtに到達したときに圧力制御を開始してよい。   For example, when the plunger 23 moves forward to a predetermined position, the metal material reaches the gate Gt and filling is started. Therefore, the control device 13 may start the pressure control when the detection value of the position sensor 49 reaches the predetermined value Dt.

また、例えば、金属材料がゲートGtに到達すると、射出速度が低下する。従って、制御装置13は、位置センサ49の検出値に基づく射出速度の検出値が所定値Vtまで低下したときに圧力制御を開始してよい。   In addition, for example, when the metal material reaches the gate Gt, the injection speed decreases. Therefore, the control device 13 may start the pressure control when the detection value of the injection speed based on the detection value of the position sensor 49 has decreased to the predetermined value Vt.

また、例えば、金属材料がゲートGtに到達すると、射出圧力が上昇する。従って、制御装置13は、力センサ51の検出値に基づく射出圧力の検出値が所定値Ptまで上昇したときに圧力制御を開始してよい。   For example, when the metal material reaches the gate Gt, the injection pressure increases. Therefore, the control device 13 may start the pressure control when the detected value of the injection pressure based on the detected value of the force sensor 51 rises to the predetermined value Pt.

また、例えば、時々刻々と変化する目標位置にプランジャ23を位置させる位置制御によって実質的に速度制御を行っている場合においては、射出開始から所定の時間が経過すると金属材料がゲートGtに到達する。従って、制御装置13は、時間tが所定値(例えば時点t1)に到達したときに圧力制御を開始してよい。   Further, for example, in the case where speed control is substantially performed by position control in which the plunger 23 is positioned at a target position that changes from moment to moment, the metal material reaches the gate Gt after a predetermined time has elapsed from the start of injection. . Therefore, the control device 13 may start the pressure control when the time t reaches a predetermined value (for example, time t1).

図4では、所定値Dt、Vt及びPt等として、充填開始付近の値を例示している。ただし、これらは充填開始付近の値のものでなくてもよく、例えば、充填がある程度進行したときの値であってもよい。また、所定値Dt、Vt及びPtに加えて、又は代えて、これらの値の変化率が考慮されてもよい。   In FIG. 4, values near the start of filling are illustrated as the predetermined values Dt, Vt, Pt, and the like. However, these values do not have to be values near the start of filling, and may be values when filling has progressed to some extent, for example. In addition to or instead of the predetermined values Dt, Vt, and Pt, the rate of change of these values may be considered.

所定値Dt、Vt又はPt等は、例えば、オペレータによって入力装置17を介して制御装置13に入力され、保持される。また、例えば、制御装置13が鋳造条件に基づいて自動的に設定してもよい。   The predetermined values Dt, Vt, Pt and the like are input and held in the control device 13 by the operator via the input device 17, for example. Further, for example, the control device 13 may automatically set based on casting conditions.

例えば、制御装置13は、入力装置17を介して入力された、ゲートGtから先の金属材料の充填質量、プランジャチップ23aの径、金属材料の種類(密度)及びビスケット厚(充填完了時の位置D)に基づいて、金属材料がゲートGtに到達する位置を算出し、この算出した位置を所定値Dtとして設定してよい。   For example, the control device 13 inputs the filling mass of the metal material ahead of the gate Gt, the diameter of the plunger tip 23a, the type (density) of the metal material, and the biscuit thickness (position at the completion of filling), which are input via the input device 17. Based on D), the position where the metal material reaches the gate Gt may be calculated, and the calculated position may be set as the predetermined value Dt.

また、例えば、制御装置13は、入力装置17を介して設定された、充填工程直前の射出速度の目標値に基づいて、所定値Vtを算出してよい。より具体的には、例えば、目標値に所定の割合(<1)を乗じた値を所定値Vtとしてよい。   Further, for example, the control device 13 may calculate the predetermined value Vt based on the target value of the injection speed immediately before the filling process set via the input device 17. More specifically, for example, a value obtained by multiplying the target value by a predetermined ratio (<1) may be set as the predetermined value Vt.

また、例えば、制御装置13は、入力装置17に介して設定された、充填工程中又は充填工程後の射出圧力の目標値に基づいて、所定値Ptを算出してよい。より具体的には、例えば、目標値に所定の割合(<1)を乗じた値を所定値Ptとしてよい。   For example, the control device 13 may calculate the predetermined value Pt based on the target value of the injection pressure set during or after the filling process, which is set via the input device 17. More specifically, for example, a value obtained by multiplying the target value by a predetermined ratio (<1) may be set as the predetermined value Pt.

(圧力波形の例)
図5(a)〜図5(e)は、充填工程における圧力波形の種々の例を示す図である。これらの図では、図4の時点t1〜t2までの期間を中心として、圧力Pの経時変化が示されている。
(Example of pressure waveform)
Fig.5 (a)-FIG.5 (e) are figures which show the various examples of the pressure waveform in a filling process. In these figures, the change with time of pressure P is shown centering on the period from time t1 to time t2 in FIG.

図5(a)は、充填工程の概ね全体に亘って射出圧力が一定に維持される態様を例示している。図5(b)は、充填工程の概ね全体に亘って射出圧力を線形に増加させていく態様を例示している。図5(c)は、充填工程の概ね全体に亘って射出圧力の経時変化が上方へ膨らむ曲線状になる態様を例示している。図5(d)は、充填工程の概ね全体に亘って射出圧力の経時変化が下方へ凹む曲線状になる態様を例示している。図5(e)は、充填工程中に射出圧力が多段に変化する態様を例示している。このように、充填工程中の圧力波形は、種々設定されてよい。   FIG. 5A illustrates an aspect in which the injection pressure is maintained constant throughout the entire filling process. FIG. 5B illustrates a mode in which the injection pressure is increased linearly throughout the entire filling process. FIG. 5C illustrates a mode in which the change over time in the injection pressure becomes a curved shape that swells upward substantially throughout the entire filling process. FIG.5 (d) has illustrated the aspect which becomes a curvilinear shape with which the time-dependent change of injection pressure dents substantially throughout the filling process. FIG. 5E illustrates an aspect in which the injection pressure changes in multiple stages during the filling process. Thus, various pressure waveforms during the filling process may be set.

(処理手順)
図6は、射出装置9(制御装置13)が金属材料を金型101内に射出するために実行する射出処理の手順の例を示すフローチャートである。この処理は、ダイカストマシン1において鋳造サイクルが行われる度に実行される。
(Processing procedure)
FIG. 6 is a flowchart showing an example of the procedure of an injection process executed for the injection device 9 (control device 13) to inject a metal material into the mold 101. This process is executed every time a casting cycle is performed in the die casting machine 1.

ステップST1では、制御装置13は、射出開始条件が満たされたか否か判定する。射出開始条件は、例えば、不図示の給湯装置によってスリーブ21に1ショット分の金属材料が供給されたことなどである。そして、制御装置13は、肯定判定の場合は、ステップST2に進み、否定判定のときは、待機してステップST1を繰り返す。   In step ST1, the control device 13 determines whether or not the injection start condition is satisfied. The injection start condition is, for example, that a metal material for one shot is supplied to the sleeve 21 by a hot water supply device (not shown). If the determination is affirmative, the control device 13 proceeds to step ST2. If the determination is negative, the control device 13 waits and repeats step ST1.

ステップST2では、制御装置13(速度制御部53)は速度制御を行う(図4の時点t0〜t1)。具体的には、例えば、制御装置13は、位置センサ49の検出速度に基づいて、射出速度が目標速度に収束するように電動機27の回転数を制御する。すなわち、制御装置13は、速度フィードバック制御を行う。既に述べたように、位置センサ49の検出位置に基づいて、時々刻々変化する目標位置へ位置制御が行われ、実質的に速度フィードバック制御が行われてもよい。   In step ST2, the control device 13 (speed control unit 53) performs speed control (time points t0 to t1 in FIG. 4). Specifically, for example, the control device 13 controls the rotation speed of the electric motor 27 based on the detection speed of the position sensor 49 so that the injection speed converges to the target speed. That is, the control device 13 performs speed feedback control. As already described, based on the detection position of the position sensor 49, position control may be performed to a target position that changes from time to time, and speed feedback control may be performed substantially.

ステップST3では、制御装置13は、速度制御から圧力制御へ切り換える切換条件が満たされたか否か判定する。切換条件は、図4を参照して説明したように、例えば、位置Dが所定値Dtに到達したこと、速度Vが所定値Vtまで降下したこと、圧力Pが所定値Pまで上昇したこと等である。そして、制御装置13は、肯定判定の場合は、ステップST4に進み、否定判定のときは、ステップST2に戻り、速度制御を継続する。   In step ST3, the control device 13 determines whether or not a switching condition for switching from speed control to pressure control is satisfied. As described with reference to FIG. 4, the switching conditions are, for example, that the position D has reached the predetermined value Dt, that the speed V has decreased to the predetermined value Vt, that the pressure P has increased to the predetermined value P, etc. It is. If the determination is affirmative, the control device 13 proceeds to step ST4. If the determination is negative, the control device 13 returns to step ST2 and continues the speed control.

ステップST4では、制御装置13(圧力制御部55)は圧力制御を行う(図4の時点t1〜)。具体的には、例えば、制御装置13は、力センサ51が検出する力に基づいて、射出圧力が目標圧力に収束するように電動機27のトルクを制御する。すなわち、制御装置13は、圧力フィードバック制御を行う。この圧力制御においては、例えば、充填工程中の圧力制御(時点t1〜t2)に続いて、充填工程後の増圧及び保圧(時点t2〜)のための制御も行われる。保圧は、電動機27の圧力制御ではなく、ブレーキによってなされてもよい。   In step ST4, the control device 13 (pressure control unit 55) performs pressure control (time t1 to time t1 in FIG. 4). Specifically, for example, the control device 13 controls the torque of the electric motor 27 based on the force detected by the force sensor 51 so that the injection pressure converges to the target pressure. That is, the control device 13 performs pressure feedback control. In this pressure control, for example, subsequent to the pressure control during the filling process (time t1 to t2), control for pressure increase and holding pressure (time t2) after the filling process is also performed. The pressure holding may be performed not by pressure control of the electric motor 27 but by a brake.

ステップST5では、制御装置13は、射出終了条件が満たされたか否か判定する。射出終了条件は、例えば、所定時点(例えば射出開始時点又は終圧が得られた時点)から所定の時間が経過したことである。そして、制御装置13は、肯定判定の場合は圧力制御(具体的には保圧)を終了し、否定判定のときは、ステップST4に戻り、圧力制御を継続する。   In step ST5, the control device 13 determines whether or not the injection end condition is satisfied. The injection end condition is, for example, that a predetermined time has elapsed from a predetermined time (for example, an injection start time or a time when the final pressure is obtained). And the control apparatus 13 complete | finishes pressure control (specifically holding | maintenance pressure) in the case of affirmation determination, and returns to step ST4 and continues pressure control in the case of negative determination.

以上のとおり、本実施形態では、射出装置9は、金型101内に通じるスリーブ21内を摺動可能なプランジャ23を駆動可能な電動機27と、金型101のキャビティCaに液状又は固液共存状態の金属材料が行き渡る前の、キャビティCaに金属材料が充填されている充填工程の少なくとも一部に亘って、射出圧力Pの検出値に基づいて電動機27を制御する圧力制御を行う制御装置13と、を有している。   As described above, in this embodiment, the injection device 9 is in the liquid or solid-liquid coexistence in the electric motor 27 that can drive the plunger 23 that can slide in the sleeve 21 that communicates with the mold 101 and the cavity Ca of the mold 101. The control device 13 that performs pressure control for controlling the electric motor 27 based on the detected value of the injection pressure P over at least a part of the filling process in which the cavity Ca is filled with the metal material before the metal material in the state is spread. And have.

従って、例えば、圧力制御によって射出速度が好適に調整され、品質を向上させることが可能である。具体的には、以下のとおりである。   Therefore, for example, the injection speed is suitably adjusted by pressure control, and the quality can be improved. Specifically, it is as follows.

例えば、キャビティCaに細い部分(例えば断面積がゲートGtの断面積よりも小さい部分)がある場合、金属材料が当該細い部分に到達すると、プランジャ23の速度V(射出速度)が一定であっても、当該細い部分における金属材料の速度は上昇する。その結果、例えば、焼き付きが生じてしまう。その一方で、射出速度を遅くすれば、巣の一種であるブリスターが生じてしまう。   For example, when the cavity Ca has a thin part (for example, a part having a cross-sectional area smaller than the cross-sectional area of the gate Gt), when the metal material reaches the thin part, the speed V (injection speed) of the plunger 23 is constant. However, the speed of the metal material in the thin portion increases. As a result, for example, burn-in occurs. On the other hand, if the injection speed is slowed down, blisters, which are a kind of nest, are generated.

一般に、充填工程中の射出速度は一定とされている。ここで、充填工程中の目標速度をプランジャ23の位置に応じて種々の値に変化させることによって、上記のような問題を解決することが考えられる。しかし、そのような目標速度の設定は、オペレータにとって非常に困難であり、また、オペレータに多大な負担を強いることになる。さらに、金型が交換される度に、そのような困難又は負担が大きい設定をしなければならない。   In general, the injection speed during the filling process is constant. Here, it is conceivable to solve the above problem by changing the target speed during the filling process to various values according to the position of the plunger 23. However, setting such a target speed is very difficult for the operator and places a heavy burden on the operator. Furthermore, every time the mold is replaced, such a difficult or burdensome setting must be made.

一方、本実施形態の射出装置においては、圧力制御を行っていることから、例えば、目標圧力が一定値の場合、金属材料が細い部分に到達して射出圧力が上昇しようとすると、射出圧力の上昇を抑制するように電動機27のトルクが減じられる。その結果、細い部分に流れ込む金属材料の速度の上昇も抑制される。すなわち、キャビティCaの形状及び金属材料のキャビティCa内における到達状況に応じた速度調整が自動的になされることになる。その結果、例えば、焼き付き及びブリスターが抑制される。   On the other hand, since the pressure control is performed in the injection device of the present embodiment, for example, when the target pressure is a constant value, if the metal material reaches a thin part and the injection pressure increases, the injection pressure is reduced. The torque of the electric motor 27 is reduced so as to suppress the increase. As a result, an increase in the speed of the metal material flowing into the narrow portion is also suppressed. That is, the speed adjustment according to the shape of the cavity Ca and the arrival state of the metal material in the cavity Ca is automatically performed. As a result, for example, image sticking and blistering are suppressed.

なお、上記のような効果は、目標圧力が一定値である場合だけでなく、目標圧力が時間経過(プランジャ23の位置)に応じて変化している場合においても同様に奏される。例えば、目標圧力が経過時間に対して上昇していたとしても、その上昇量が、射出速度を一定にする速度制御を行った場合の圧力上昇量に比較して小さければ、焼き付きは抑制される。   Note that the above-described effects are similarly achieved not only when the target pressure is a constant value, but also when the target pressure changes over time (position of the plunger 23). For example, even if the target pressure increases with respect to the elapsed time, if the increase amount is smaller than the pressure increase amount when the speed control is performed to make the injection speed constant, the burn-in is suppressed. .

制御装置13は、プランジャ23の位置Dの検出値が所定値Dtに到達したときに圧力制御を開始してよい。この場合、例えば、金属材料のゲートGtへの到達に遅れることなく圧力制御を開始することができる。圧力制御の開始の判定に、金属材料がゲートGtに到達することによる射出速度又は射出圧力の変化が不要であることから、金属材料がゲートGtに到達する前に圧力制御を開始することも容易である。   The control device 13 may start pressure control when the detected value of the position D of the plunger 23 reaches a predetermined value Dt. In this case, for example, the pressure control can be started without delaying the arrival of the metal material to the gate Gt. Since it is not necessary to change the injection speed or the injection pressure due to the metal material reaching the gate Gt for the determination of the start of the pressure control, it is easy to start the pressure control before the metal material reaches the gate Gt. It is.

また、制御装置13は、射出圧力Pの検出値が所定値Ptまで上昇したときに圧力制御を開始してもよい。この場合、例えば、金属材料がゲートGtに到達したときの他、金属材料がキャビティCaの細い部分に到達したようなときに圧力制御を開始することも可能である。また、例えば、射出圧力を基準とすることから、圧力制御への切換前後における圧力波形を滑らかにすることが容易である。   Further, the control device 13 may start pressure control when the detected value of the injection pressure P rises to a predetermined value Pt. In this case, for example, the pressure control can be started not only when the metal material reaches the gate Gt but also when the metal material reaches a narrow portion of the cavity Ca. For example, since the injection pressure is used as a reference, it is easy to smooth the pressure waveform before and after switching to pressure control.

また、制御装置13は、射出速度Vの検出値が所定値Vtまで降下したときに圧力制御を開始してもよい。この場合、例えば、金属材料がゲートGtに到達したときの他、金属材料がキャビティCaの細い部分に到達したようなときに圧力制御を開始することも可能である。また、例えば、射出速度を基準とすることから、圧力制御開始前に減速制御を行って、圧力制御開始前の速度波形を滑らかにすることが可能である。   Further, the control device 13 may start the pressure control when the detected value of the injection speed V drops to the predetermined value Vt. In this case, for example, the pressure control can be started not only when the metal material reaches the gate Gt but also when the metal material reaches a narrow portion of the cavity Ca. For example, since the injection speed is used as a reference, it is possible to perform deceleration control before the start of pressure control and smooth the speed waveform before the start of pressure control.

(射出処理の第1変形例)
図7は、第1変形例に係る射出処理の手順の例を示すフローチャートであり、図6に相当するものである。
(First modification of injection processing)
FIG. 7 is a flowchart showing an example of the procedure of the injection process according to the first modification, and corresponds to FIG.

図6の射出処理では、射出の初期段階においては速度制御が行われ、その後、所定の切換条件が満たされると、圧力制御が行われた。一方、図7の射出処理では、射出開始から基本的に圧力制御が行われる。この場合、金属材料がゲートGtに到達して射出圧力が上昇する前においては、射出速度が必要以上に上昇するおそれがある。そこで、射出速度が所定の上限速度に到達したときは、一時的に圧力制御に優先して、射出速度を上限速度以下に規制する制御を行う。具体的には、以下のとおりである。   In the injection process of FIG. 6, speed control is performed in the initial stage of injection, and then pressure control is performed when a predetermined switching condition is satisfied. On the other hand, in the injection process of FIG. 7, pressure control is basically performed from the start of injection. In this case, the injection speed may increase more than necessary before the metal material reaches the gate Gt and the injection pressure increases. Therefore, when the injection speed reaches a predetermined upper limit speed, control is performed to temporarily control the injection speed to be equal to or lower than the upper limit speed in preference to the pressure control. Specifically, it is as follows.

ステップST11は、図6のステップST1と同様であり、当該ステップでは、射出開始条件が満たされたか否か判定される。ただし、肯定判定がなされた場合、図6とは異なり、圧力制御(ステップST12)が行われる。すなわち、射出開始から圧力制御が行われる。ステップST12自体は、例えば、図6のステップST4と同様である。   Step ST11 is the same as step ST1 of FIG. 6, and in this step, it is determined whether or not the injection start condition is satisfied. However, when an affirmative determination is made, pressure control (step ST12) is performed unlike FIG. That is, pressure control is performed from the start of injection. Step ST12 itself is the same as step ST4 of FIG. 6, for example.

ステップST13では、制御装置13は、位置センサ49の検出速度が所定の上限速度Vmaxを超えたか否か判定する。そして、制御装置13は、肯定判定のときはステップST14に進み、否定判定のときはステップST12に戻り、圧力制御を継続する。   In step ST13, the control device 13 determines whether or not the detection speed of the position sensor 49 exceeds a predetermined upper limit speed Vmax. If the determination is affirmative, the control device 13 proceeds to step ST14. If the determination is negative, the control device 13 returns to step ST12 and continues the pressure control.

なお、上限速度Vmaxは、オペレータが設定してもよいし、射出装置9の製造者が予め設定しておいてもよいし、制御装置13が種々の条件に基づいて設定してもよい。また、ステップST13で肯定判定がなされるのは、基本的には、金属材料がゲートGtに到達して充填抵抗が上昇する前(充填工程前)である。   The upper limit speed Vmax may be set by the operator, may be set in advance by the manufacturer of the injection device 9, or may be set by the control device 13 based on various conditions. The affirmative determination is made in step ST13 basically before the metal material reaches the gate Gt and the filling resistance increases (before the filling step).

ステップST14では、制御装置13は、射出速度を上限速度以下に規制するための制御を行う。この制御は、例えば、上限速度又は上限速度よりも所定量で低い速度を目標速度として、図6のステップST2と同様の速度フィードバック制御を所定時間だけ行うものであってよい。また、例えば、速度制御ではなく、予め定められた量で、又は予め定められた圧力へ、一時的に目標圧力が下げられて、圧力制御が継続されてもよい。また、例えば、予め定められた量で操作量(電圧、電流及び又は周波数)が下げられてもよい。   In step ST14, the control device 13 performs control for restricting the injection speed to the upper limit speed or less. In this control, for example, an upper limit speed or a speed lower by a predetermined amount than the upper limit speed may be set as a target speed, and speed feedback control similar to step ST2 of FIG. 6 may be performed for a predetermined time. Further, for example, instead of speed control, the target pressure may be temporarily reduced to a predetermined amount or to a predetermined pressure, and the pressure control may be continued. Further, for example, the operation amount (voltage, current and / or frequency) may be lowered by a predetermined amount.

なお、ステップST14においてどのような制御が行われていても、ステップST13及びST14の全体では射出速度の上限を規制しているので、ステップST13及びST14の全体は、速度制御と捉えられてもよい。また、ステップST14で圧力制御が行われていても、本開示においては、ステップST12の圧力制御とは別のものとして表現する。   In addition, no matter what control is performed in step ST14, since the upper limit of the injection speed is regulated in the whole of steps ST13 and ST14, the whole of steps ST13 and ST14 may be regarded as speed control. . Further, even if the pressure control is performed in step ST14, in the present disclosure, it is expressed as different from the pressure control in step ST12.

ステップST15は、図6のステップST5と同様であり、当該ステップでは、射出終了条件が満たされたか否か判定される。否定判定がなされた場合、制御装置13は、ステップST12に戻る。   Step ST15 is the same as step ST5 of FIG. 6, and in this step, it is determined whether or not the injection end condition is satisfied. If a negative determination is made, the control device 13 returns to step ST12.

ステップST12〜ST15により、射出終了条件が満たされるまでの間、射出速度Vが上限速度Vmaxを超えない限り、図6のステップST4と同様に、圧力制御が継続されることになる。そして、充填工程中の圧力制御、増圧及び保圧が順次行われ、保圧が行われている間に、ステップST15の肯定判定がなされ、処理が終了することになる。   As long as the injection speed V does not exceed the upper limit speed Vmax until the injection end condition is satisfied in steps ST12 to ST15, the pressure control is continued as in step ST4 of FIG. Then, pressure control, pressure increase, and pressure holding during the filling process are sequentially performed, and while the pressure holding is being performed, an affirmative determination is made in step ST15, and the process ends.

以上のように、圧力制御は、速度制御の後に開始されるのではなく、射出開始から行われてもよい。第1変形例によれば、例えば、圧力制御の開始時点を設定しなくてもよく、オペレータの負担が軽減される。なお、第2変形例では、制御装置13の制御によって射出速度が上限速度以下に規制されているが、機械的に規制がなされてもよい。   As described above, the pressure control may be performed from the start of injection instead of starting after the speed control. According to the first modification, for example, it is not necessary to set the start point of pressure control, and the burden on the operator is reduced. In the second modification, the injection speed is restricted to the upper limit speed or less by the control of the control device 13, but the restriction may be made mechanically.

(射出処理の第2変形例)
図8は、第2変形例に係る射出処理の手順の例を示すフローチャートであり、図6に相当するものである。
(Second modification of injection processing)
FIG. 8 is a flowchart showing an example of the procedure of injection processing according to the second modification, and corresponds to FIG.

実施形態では、圧力制御は、射出圧力を目標圧力に収束させる制御であった。これに対して、第2変形例では、圧力制御は、射出圧力を所定の上限圧力以下(所定の範囲内)に規制する制御である。具体的には、以下のとおりである。   In the embodiment, the pressure control is control for converging the injection pressure to the target pressure. On the other hand, in the second modification, the pressure control is a control for restricting the injection pressure to be equal to or lower than a predetermined upper limit pressure (within a predetermined range). Specifically, it is as follows.

ステップST21及びST22は、図6のステップST1及びST2と同様である。すなわち、射出の初期段階において速度制御が行われる。   Steps ST21 and ST22 are the same as steps ST1 and ST2 in FIG. That is, speed control is performed in the initial stage of injection.

ステップST23では、制御装置13は、力センサ51の検出圧力Pが所定の上限圧力Pmaxを超えたか否か判定する。そして、制御装置13は、肯定判定のときはステップST24に進み、否定判定のときはステップST24をスキップする。   In step ST23, the control device 13 determines whether or not the detected pressure P of the force sensor 51 exceeds a predetermined upper limit pressure Pmax. Then, the control device 13 proceeds to step ST24 when the determination is affirmative, and skips step ST24 when the determination is negative.

なお、上限圧力Pmaxは、オペレータが設定してもよいし、射出装置9の製造者が予め設定しておいてもよいし、制御装置13が種々の条件に基づいて設定してもよい。また、ステップST23で肯定判定がなされるのは、基本的には、金属材料がゲートGtに到達して射出抵抗が上昇した後(充填工程開始以後)である。   The upper limit pressure Pmax may be set by the operator, may be set in advance by the manufacturer of the injection device 9, or may be set by the control device 13 based on various conditions. The affirmative determination is made in step ST23 basically after the metal material reaches the gate Gt and the injection resistance increases (after the filling process starts).

ステップST24では、制御装置13は、射出圧力を上限圧力以下に規制するための制御を行う。この制御は、例えば、上限圧力又は上限圧力よりも所定量で低い圧力を目標圧力として、図6のステップST4と同様の圧力フィードバック制御を所定時間だけ行うものであってよい。また、例えば、圧力制御ではなく、予め定められた量で、又は予め定められた速度へ、一時的に目標速度が下げられて、速度制御が継続されてもよい。また、例えば、予め定められた量で操作量(電圧、電流及び又は周波数)が下げられてもよい。   In step ST24, the control device 13 performs control for restricting the injection pressure to be equal to or lower than the upper limit pressure. In this control, for example, an upper limit pressure or a pressure lower than the upper limit pressure by a predetermined amount may be set as a target pressure, and pressure feedback control similar to step ST4 in FIG. 6 may be performed for a predetermined time. Further, for example, instead of the pressure control, the target speed may be temporarily reduced to a predetermined amount or to a predetermined speed, and the speed control may be continued. Further, for example, the operation amount (voltage, current and / or frequency) may be lowered by a predetermined amount.

なお、ステップST24においてどのような制御が行われていても、ステップST23及びST24の全体では射出圧力の上限を規制しているので、ステップST23及びST24の全体は、圧力制御と捉えられてよい。この圧力制御も、本開示にいう、充填工程の少なくとも一部に亘って行われる圧力制御の一例である。   In addition, no matter what control is performed in step ST24, since the upper limit of the injection pressure is regulated in the whole of steps ST23 and ST24, the whole of steps ST23 and ST24 may be regarded as pressure control. This pressure control is also an example of the pressure control performed over at least a part of the filling step in the present disclosure.

ステップST25では、制御装置13は、所定の増圧開始条件が満たされたか否か判定する。そして、制御装置13は、肯定判定のときは、ステップST25に進み、否定判定のときはステップST22に戻り、速度制御を継続する。   In step ST25, the control device 13 determines whether or not a predetermined pressure increase start condition is satisfied. When the determination is affirmative, the control device 13 proceeds to step ST25. When the determination is negative, the control device 13 returns to step ST22 and continues the speed control.

増圧開始条件は、オペレータが入力装置17を介して設定してもよいし、製造者が予め設定していてもよいし、制御装置13が種々の条件に基づいて設定してもよい。例えば、増圧開始条件は、金属材料がキャビティCaに充填されたとき(充填工程完了時)に概ね一致するように設定される。より具体的には、増圧開始条件は、例えば、プランジャ23の位置Dが所定位置に到達したこと、射出圧力が所定値まで上昇したこと、又は射出速度が所定値まで降下したことである。   The pressure increase start condition may be set by the operator via the input device 17, may be set in advance by the manufacturer, or may be set by the control device 13 based on various conditions. For example, the pressure increase start condition is set so as to substantially match when the metal material is filled into the cavity Ca (when the filling process is completed). More specifically, the pressure increase start condition is, for example, that the position D of the plunger 23 has reached a predetermined position, that the injection pressure has increased to a predetermined value, or that the injection speed has decreased to a predetermined value.

ステップST26では、制御装置13は、増圧及び保圧のための圧力制御を行う。このステップは、図6のステップST4の圧力制御のうち、充填工程完了後の部分に相当する。   In step ST26, the control device 13 performs pressure control for increasing pressure and holding pressure. This step corresponds to a portion after completion of the filling process in the pressure control in step ST4 of FIG.

ステップST27は、図6のステップST5と同様であり、当該ステップでは、射出終了条件が満たされたか否か判定される。ただし、否定判定がなされた場合、制御装置13は、ステップST26に戻り、増圧又は保圧のための圧力制御を行う。   Step ST27 is the same as step ST5 of FIG. 6, and in this step, it is determined whether or not the injection end condition is satisfied. However, if a negative determination is made, the control device 13 returns to step ST26 and performs pressure control for increasing pressure or holding pressure.

以上のように、充填工程中の圧力制御は、速度制御において、射出圧力の上限を規制するものであってもよい。第2変形例によれば、例えば、オペレータは、一般的な射出装置と同様に、充填工程完了までの速度及び増圧開始後の圧力を設定することができる。   As described above, the pressure control during the filling process may regulate the upper limit of the injection pressure in the speed control. According to the second modification, for example, the operator can set the speed until the filling process is completed and the pressure after the pressure increase is started, as in a general injection device.

(圧力制御処理の変形例)
実施形態では、図5(e)を参照して、目標圧力が多段に設定されてよいことについて述べた。また、実施形態では、目標圧力は、オペレータの入力装置17に対する入力によって(又は制御装置13によって)、経過時間又はプランジャ23の位置に対して設定されてよいことについて述べた。換言すれば、制御装置13は、圧力制御中に経過時間又はプランジャ23の位置に応じて目標圧力を変化させてよいことについて述べた。本変形例では、制御装置13は、検出圧力に応じて目標圧力を変化させる。
(Modification of pressure control process)
In the embodiment, it has been described with reference to FIG. 5 (e) that the target pressure may be set in multiple stages. Further, in the embodiment, it has been described that the target pressure may be set with respect to the elapsed time or the position of the plunger 23 by an input to the input device 17 by the operator (or by the control device 13). In other words, it has been described that the control device 13 may change the target pressure according to the elapsed time or the position of the plunger 23 during the pressure control. In this modification, the control device 13 changes the target pressure according to the detected pressure.

図9は、第3変形例に係る圧力制御処理の手順の例を示すフローチャートである。この処理は、例えば、図6のステップST4又は図7のステップST12において実行される。ここでは、検出圧力が2段の目標圧力(第1目標圧力P1及び第1目標圧力P1よりも高い第2目標圧力P2)に追従するように制御される場合を例に取る。   FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of a procedure of pressure control processing according to the third modification. This process is executed in, for example, step ST4 in FIG. 6 or step ST12 in FIG. Here, a case where the detected pressure is controlled to follow a two-stage target pressure (a first target pressure P1 and a second target pressure P2 higher than the first target pressure P1) is taken as an example.

ステップST31では、制御装置13は、力センサ51の検出圧力Pが、予め設定されている第1目標圧力P1に追従するように電動機27のトルクを制御する。すなわち、制御装置13は、圧力フィードバック制御を行う。   In step ST31, the control device 13 controls the torque of the electric motor 27 so that the detected pressure P of the force sensor 51 follows the preset first target pressure P1. That is, the control device 13 performs pressure feedback control.

フィードバック制御が行われているから、理想的には、検出圧力Pは、一定であり(第1目標圧力に追従しており)、変動しない。しかし、実際には、例えば、既に述べたように、金属材料がキャビティCaの細い部分に到達すると、検出圧力Pは急激に上昇しようとする。そして、制御の時間遅れによって、検出圧力Pは変動し得る。   Since feedback control is performed, ideally, the detected pressure P is constant (follows the first target pressure) and does not vary. However, actually, for example, as already described, when the metal material reaches the narrow portion of the cavity Ca, the detected pressure P tends to increase rapidly. And the detected pressure P can be fluctuate | varied by the time delay of control.

ステップST32では、制御装置13は、検出圧力Pの所定時間内における変化量ΔPが、所定の閾値ΔPhを超えたか否か判定する。そして、制御装置13は、否定判定のときは、ステップ31に戻り、検出圧力Pを第1目標圧力P1へ追従させる制御を継続し、肯定のときは、ステップST33に進む。   In step ST32, the control device 13 determines whether or not the change amount ΔP of the detected pressure P within a predetermined time exceeds a predetermined threshold value ΔPh. If the determination is negative, the control device 13 returns to step 31 to continue the control for causing the detected pressure P to follow the first target pressure P1, and if the determination is affirmative, the control device 13 proceeds to step ST33.

ステップST33では、制御装置13は、力センサ51の検出圧力Pが、予め設定されている第2目標圧力P2に追従するように電動機27のトルクを制御する。すなわち、制御装置13は、圧力フィードバック制御を行う。   In step ST33, the control device 13 controls the torque of the electric motor 27 so that the detected pressure P of the force sensor 51 follows the preset second target pressure P2. That is, the control device 13 performs pressure feedback control.

このように、本変形例では、検出圧力Pの所定時間内における変化量ΔPが閾値Phを超えたときに、目標圧力を第1目標圧力P1から第2目標圧力P2へ切り換える。換言すれば、制御装置13は、金属材料が所定位置(キャビティCa内の細い部分)に到達したときに、目標圧力を切り換える。   As described above, in the present modification, the target pressure is switched from the first target pressure P1 to the second target pressure P2 when the change amount ΔP of the detected pressure P within the predetermined time exceeds the threshold Ph. In other words, the control device 13 switches the target pressure when the metal material reaches a predetermined position (a narrow portion in the cavity Ca).

以上の変形例では、例えば、まず、実施形態と同様に、充填工程において圧力制御を行っていることから、充填工程において速度制御を行う場合に比較して、金属材料のキャビティCa内における進行状況に応じて自動的に金属材料の速度が調整され、焼き付き及びブリスターが抑制される。   In the above modification, for example, since pressure control is first performed in the filling process, as in the embodiment, the progress of the metal material in the cavity Ca as compared with the case where speed control is performed in the filling process. Accordingly, the speed of the metal material is automatically adjusted, and seizure and blistering are suppressed.

また、例えば、充填工程において射出圧力を多段に変化させる(例えば大きくする)ことにより、例えば、比較的低い一定の射出圧力を継続する場合に比較して、金属材料をキャビティCaの各部に行き渡らせ、確実に製品の形状に圧縮することが容易化される。また、例えば、比較的高い一定の射出圧力を継続する場合に比較して、不必要に高速で射出がなされ、空気の巻き込み及び/又は焼き付きが生じるおそれが低減される。   Further, for example, by changing (for example, increasing) the injection pressure in multiple stages in the filling process, for example, compared with a case where a relatively low constant injection pressure is continued, the metal material is distributed to each part of the cavity Ca. It is easy to reliably compress into the shape of the product. Further, for example, as compared with a case where a relatively high constant injection pressure is continued, injection is performed at an unnecessarily high speed, and the possibility of air entrainment and / or seizure is reduced.

さらに、変化量ΔPに応じて目標圧力を切り換えることにより、金属材料のキャビティCa内における進行状況に応じて射出圧力を上昇させることができる。すなわち、プランジャ23の位置に対する金属材料のキャビティCa内における進行状況を予測する等の困難かつ煩雑な作業を要することなく、適切なタイミングで射出圧力の多段制御を行うことができる。   Furthermore, by switching the target pressure according to the change amount ΔP, the injection pressure can be increased according to the progress of the metal material in the cavity Ca. That is, multistage control of injection pressure can be performed at an appropriate timing without requiring a difficult and complicated operation such as predicting the progress of the metal material in the cavity Ca with respect to the position of the plunger 23.

充填工程において速度制御を行い、かつ目標速度を金属材料の圧力に応じて自動的に切り換える態様が考えられる。この場合、制御装置13は、例えば、金属材料に圧力上昇が生じた場合、その影響が電動機27の検出位置に現れ、ひいては、電動機27の検出位置から算出したトルクに変化が生じたときに、圧力上昇を検知することになる。一方、本変形例では、制御装置13は、圧力制御に検出圧力を利用していることから、この検出圧力に基づいて即座に圧力上昇を検知することができる。その結果、より精度の高い制御が可能になる。   A mode is conceivable in which speed control is performed in the filling step, and the target speed is automatically switched according to the pressure of the metal material. In this case, for example, when a pressure rise occurs in the metal material, the control device 13 appears at the detection position of the electric motor 27, and when the torque calculated from the detection position of the electric motor 27 changes, A rise in pressure will be detected. On the other hand, in the present modification, the control device 13 uses the detected pressure for pressure control, and therefore can immediately detect a pressure increase based on the detected pressure. As a result, more accurate control is possible.

なお、所定時間内の変化量ΔPの所定時間、及び/又は閾値ΔPhは、例えば、オペレータが入力装置17を介して適宜に設定してもよいし、制御装置13が目標圧力に基づいて自動的に設定してもよい。また、所定時間は、例えば、制御遅れ等を考慮して適宜に設定されてよく、また、フィードバック制御の時間刻みよりも短くてもよいし、同等でもよいし、長くてもよい。   Note that the predetermined time of the change amount ΔP within the predetermined time and / or the threshold value ΔPh may be appropriately set by the operator via the input device 17, for example, or the control device 13 may automatically set based on the target pressure. May be set. Further, the predetermined time may be appropriately set in consideration of, for example, a control delay or the like, and may be shorter, equal, or longer than the time step of feedback control.

特に図示しないが、圧力制御開始時の比較的大きな偏差によってステップST32において肯定判定がなされないように、経過時間及び/又はプランジャ23の位置が所定値を超えたか否か等の判定がステップST32に組み合わされてよい。   Although not particularly illustrated, it is determined in step ST32 whether or not the elapsed time and / or the position of the plunger 23 has exceeded a predetermined value so that a positive determination is not made in step ST32 due to a relatively large deviation at the start of pressure control. May be combined.

上記では2段制御を例示したが、3段以上の制御であってもよい。また、例えば、図5(b)〜図5(d)のように目標圧力を徐々に変化させる態様において、検出圧力に応じて変化率(傾き)を切り換えてもよい。なお、この変化率を変化させる動作も、広い意味では目標圧力を変化させる動作である。   In the above, the two-stage control is exemplified, but the control may be three or more stages. Further, for example, in the aspect in which the target pressure is gradually changed as shown in FIGS. 5B to 5D, the change rate (slope) may be switched according to the detected pressure. The operation for changing the rate of change is also an operation for changing the target pressure in a broad sense.

本発明は、以上の実施形態及び変形例に限定されず、種々の態様で実施されてよい。   The present invention is not limited to the above embodiments and modifications, and may be implemented in various aspects.

ダイカストマシンは、横型締横射出に限定されず、例えば、縦型締縦射出、横型締縦射出、縦型締横射出であってもよい。射出装置以外(型締装置及び押出装置等)の構成は任意である。例えば、ダイカストマシン内の駆動部は、射出装置の駆動部を除いて、油圧式であってもよいし、電動式であってもよい。また、例えば、型締装置は、トグル式であってもよいし、型開閉と型締めとが別個の駆動部によって行われる複合式であってもよい。   The die casting machine is not limited to horizontal mold clamping horizontal injection, and may be vertical mold clamping vertical injection, horizontal mold clamping vertical injection, vertical mold clamping horizontal injection, for example. The configuration other than the injection device (mold clamping device, extrusion device, etc.) is arbitrary. For example, the drive unit in the die casting machine may be a hydraulic type or an electric type except for the drive unit of the injection device. Further, for example, the mold clamping device may be a toggle type, or a compound type in which mold opening / closing and mold clamping are performed by separate drive units.

射出装置は、プランジャを駆動可能な電動機を含み、射出圧力を検出可能な構成であればよく、実施形態の構成は一例に過ぎない。   The injection device includes an electric motor that can drive the plunger, and may be any configuration that can detect the injection pressure, and the configuration of the embodiment is merely an example.

例えば、射出装置の駆動部は、射出の進行に伴って順次駆動される(一部の期間が重複していてもよい)、互いに性能が異なる複数の電動機を有していてもよいし、共に同様の制御がなされる同種の複数の電動機を有していてもよい。   For example, the drive unit of the injection device may be sequentially driven as the injection progresses (some periods may overlap), and may include a plurality of electric motors having different performance from each other. You may have the same kind of several electric motor by which the same control is made.

電動機は、回転式のものに限定されず、リニアモータであってもよい。また、回転式の電動機の回転を直線運動に変換する変換機構は、ねじ機構に限定されず、例えば、ラック・ピニオン機構又はリンク機構であってもよい。ねじ機構は、ねじ軸及びナットの役割(いずれが回転又は直線運動するか)が、実施形態とは逆であってもよい。電動機の回転を変換機構(例えばねじ軸)に伝達する伝達機構は設けられなくてもよい。また、当該伝達機構は、プーリ・ベルト機構に限定されず、例えば、歯車機構であってもよいし、プーリ・ベルト機構以外の巻掛伝動機構(例えばスプロケット・チェーン機構)であってもよい。   The electric motor is not limited to a rotary type, and may be a linear motor. The conversion mechanism that converts the rotation of the rotary electric motor into a linear motion is not limited to a screw mechanism, and may be a rack and pinion mechanism or a link mechanism, for example. In the screw mechanism, the role of the screw shaft and the nut (which rotates or linearly moves) may be opposite to that of the embodiment. A transmission mechanism that transmits the rotation of the electric motor to a conversion mechanism (for example, a screw shaft) may not be provided. The transmission mechanism is not limited to a pulley / belt mechanism, and may be, for example, a gear mechanism or a winding transmission mechanism (for example, a sprocket / chain mechanism) other than the pulley / belt mechanism.

射出波形は、層流充填用又は固液共存金属用のものに限定されない。例えば、一般的な、低速射出、高速射出、減速射出(減速制御を行うもの、又は減速制御は行われないが、金属材料の圧力によって減速されるもの)、増圧及び保圧を順次行うものであってもよい。この場合であっても、例えば、減速射出において実施形態と同様に圧力制御を開始したり、増圧開始前において第2変形例と同様に圧力制御を行ったりしてよい。   The injection waveform is not limited to laminar flow filling or solid-liquid coexisting metal. For example, general low-speed injection, high-speed injection, deceleration injection (one that performs deceleration control, or one that does not perform deceleration control but is decelerated by the pressure of the metal material), one that sequentially increases pressure and holds pressure It may be. Even in this case, for example, pressure control may be started in the same manner as in the embodiment in deceleration injection, or pressure control may be performed in the same manner as in the second modification before the start of pressure increase.

実施形態で説明したような、圧力制御によって速度を自動調整し、これにより焼き付き及びブリスターを低減する効果は必ずしも奏されなくてもよい。例えば、第3変形例において、第2目標圧力P2は、ステップST32で肯定判定がなされたときの速度を維持したときの圧力上昇量よりも大きい圧力差で、第1目標圧力P1よりも大きい値であってもよい。この場合であっても、例えば、金属材料のキャビティ内における進行状況に応じて(適切なタイミングで)目標圧力を変化させることができるという効果が奏される。   As described in the embodiment, the effect of automatically adjusting the speed by pressure control and thereby reducing image sticking and blistering may not necessarily be achieved. For example, in the third modified example, the second target pressure P2 is a pressure difference that is larger than the pressure increase amount when the speed when the affirmative determination is made in step ST32 and is larger than the first target pressure P1. It may be. Even in this case, for example, there is an effect that the target pressure can be changed (at an appropriate timing) according to the progress of the metal material in the cavity.

1…ダイカストマシン、9…射出装置、13…制御装置、21…スリーブ、23…プランジャ、27…電動機、101…金型。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Die casting machine, 9 ... Injection apparatus, 13 ... Control apparatus, 21 ... Sleeve, 23 ... Plunger, 27 ... Electric motor, 101 ... Mold.

Claims (9)

金型内に通じるスリーブ内を摺動可能なプランジャを駆動可能な電動機と、
前記金型のキャビティに金属材料が行き渡る前の、前記キャビティに金属材料が充填されている充填工程の少なくとも一部に亘って、射出圧力の検出値に基づいて前記電動機を制御する圧力制御を行う制御装置と、
を有している射出装置。
An electric motor capable of driving a plunger slidable in a sleeve communicating with the mold;
Pressure control is performed to control the electric motor based on the detected value of the injection pressure over at least a part of the filling process in which the metal material is filled in the cavity before the metal material reaches the cavity of the mold. A control device;
Having an injection device.
前記圧力制御は、前記射出圧力を目標圧力に収束させる制御を含む
請求項1に記載の射出装置。
The injection apparatus according to claim 1, wherein the pressure control includes control for converging the injection pressure to a target pressure.
前記制御装置は、前記プランジャの位置の検出値が所定値に到達すると前記圧力制御を開始する
請求項2のいずれか1項に記載の射出装置。
The injection device according to claim 2, wherein the control device starts the pressure control when a detected value of the position of the plunger reaches a predetermined value.
前記制御装置は、前記射出圧力の検出値が所定値まで上昇すると前記圧力制御を開始する
請求項2に記載の射出装置。
The injection device according to claim 2, wherein the control device starts the pressure control when the detected value of the injection pressure rises to a predetermined value.
前記制御装置は、射出速度の検出値が所定値まで降下すると前記圧力制御を開始する
請求項2に記載の射出装置。
The injection device according to claim 2, wherein the control device starts the pressure control when a detection value of the injection speed falls to a predetermined value.
前記制御装置は、前記圧力制御中に射出速度の検出値が所定の上限速度に到達したときは、一時的に前記圧力制御に優先して前記射出速度を前記上限速度以下に規制する制御を行う
請求項2〜5のいずれか1項に記載の射出装置。
When the detected value of the injection speed reaches a predetermined upper limit speed during the pressure control, the control device temporarily controls the injection speed to be equal to or lower than the upper limit speed in preference to the pressure control. The injection device according to any one of claims 2 to 5.
前記制御装置は、前記射出圧力の検出値の変化に応じて前記目標圧力を変化させる
請求項2〜6のいずれか1項に記載の射出装置。
The injection device according to any one of claims 2 to 6, wherein the control device changes the target pressure in accordance with a change in a detected value of the injection pressure.
前記制御装置は、前記充填工程の少なくとも一部に亘って、射出速度を目標速度に収束させる速度制御により前記電動機を制御し、
前記圧力制御は、前記速度制御中に前記射出圧力の検出値が所定の上限圧力に到達したときに、一時的に前記速度制御に優先して、前記射出圧力を前記上限圧力以下に規制する制御を含む
請求項1に記載の射出装置。
The control device controls the electric motor by speed control for converging an injection speed to a target speed over at least a part of the filling step,
In the pressure control, when the detected value of the injection pressure reaches a predetermined upper limit pressure during the speed control, the control for temporarily controlling the injection pressure below the upper limit pressure in preference to the speed control. The injection device according to claim 1.
請求項1〜8のいずれか1項に記載の射出装置と、
前記金型を型締めする型締装置と、
を有しているダイカストマシン。
The injection device according to any one of claims 1 to 8,
A mold clamping device for clamping the mold;
Have a die casting machine.
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