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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-09-17
(45)【発行日】2024-09-26
(54)【発明の名称】ダイカスト鋳造品の品質管理方法
(51)【国際特許分類】
B22D 17/32 20060101AFI20240918BHJP
B29C 45/76 20060101ALI20240918BHJP
【ＦＩ】
B22D17/32 J
B29C45/76
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2020203192
(22)【出願日】2020-12-08
(65)【公開番号】P2022090725
(43)【公開日】2022-06-20
【審査請求日】2023-09-28
(73)【特許権者】
【識別番号】300041192
【氏名又は名称】ＵＢＥマシナリー株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100088155
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹
(74)【代理人】
【識別番号】100145012
【弁理士】
【氏名又は名称】石坂 泰紀
(72)【発明者】
【氏名】岡本 昭男
(72)【発明者】
【氏名】有馬 祐一朗
【審査官】中村 泰三
(56)【参考文献】
【文献】特開平０４－２７９２６８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－１２０６０３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０３－００３００３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－１４６７３７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１０－５３６５８０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２２Ｄ １７／００－３２、４６／００
Ｂ２２Ｄ １７／２０
Ｂ２９Ｃ ４５／００－８４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
射出スリーブ内に配置されたプランジャチップの後退動作後の待機位置で前記射出スリーブの内部に溶湯を供給し、前記プランジャチップの前進動作後の射出完了位置で金型キャビティ内に該溶湯の射出充填を終える、ダイカスト鋳造品の品質管理方法であって、前記プランジャチップの後退動作の移動範囲内に検出区間を設定し、該検出区間内の前記プランジャチップと前記射出スリーブとの摺動抵抗を連続的に採取し、予め採取した良品鋳造時の摺動抵抗と比較して実鋳造時のショット毎の摺動抵抗の良否を判別する摺動抵抗判別装置を備え、
前記摺動抵抗は、前記プランジャチップの後退動作又は前進動作を制御する電気制御式油圧サーボバルブシステムの制御指令値から求められ、
前記摺動抵抗判別装置の評価結果に基づいてショット毎の実鋳造品の品質良否を判別する、ダイカスト鋳造品の品質管理方法。
【請求項2】
前記検出区間は、前記射出完了位置を起点として前記待機位置までの範囲内とする、請求項１に記載のダイカスト鋳造品の品質管理方法。
【請求項3】
前記電気制御式油圧サーボバルブシステムの前記制御指令値は電流値である、請求項１又２に記載のダイカスト鋳造品の品質管理方法。
【請求項4】
前記待機位置を起点とし前記射出完了位置までの範囲内の前記プランジャチップの前進動作における前記摺動抵抗の採取をさらに備える、請求項１～３のいずれか一項に記載のダイカスト鋳造品の品質管理方法。
【請求項5】
前記摺動抵抗判別装置は、前記検出区間における前記プランジャチップの位置と前記制御指令値とを波形表示させ、前記良品鋳造時の良品波形と前記実鋳造時の鋳造波形とを重ね合わせて乖離する波形の総面積を求め、予め設定した判定基準面積と比較して、ショット毎の実鋳造品の品質良否を判別する、請求項１～４のいずれか一項に記載のダイカスト鋳造品の品質管理方法。
【請求項6】
実鋳造品の品質が否と判別されると、前記摺動抵抗判別装置は注意警報を発信するとともに、注意警報回数の積算を開始し、予め設定した積算回数を超えると、実鋳造の運転を停止するとともに危険警報を発信する、請求項１～５のいずれか一項に記載のダイカスト鋳造品の品質管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ダイカストマシン等における鋳造品の品質管理方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
ダイカストマシンによる鋳造は、所定の射出速度及び鋳造圧力に設定されたプランジャチップの前進動作により、射出スリーブの内部に供給された溶湯を金型キャビティ内に射出充填する。
【0003】
ところが、高温の溶湯により射出スリーブは加熱され熱変形し、射出スリーブとプランジャチップの摺動抵抗が大きくなって、プランジャチップの動きが不安定となることがある。また、溶湯が凝固した溶湯残渣物が射出スリーブ内に付着することにより、摺動抵抗は大きく変動することがある。さらにはプランジャチップの摩耗により、射出スリーブとの隙間が大きくなって溶湯の差し込みが増えて溶湯残渣物の堆積が助長され、その結果、摺動抵抗はさらに大きく変動することがある。
【0004】
これらの摺動抵抗の大きな変動は、射出速度及び鋳造圧力の変動となり、射出充填時に溶湯が波打つように暴れて、空気巻き込み（ボイド混在）、湯ジワ不良、湯廻り不良等の鋳造不良を誘発する。また、射出スリーブ内に堆積した溶湯残渣物が剥離し溶湯と混ざることで、鋳巣や異物混入等の新たな鋳造不良の原因となる。
さらには、鋳造不良が頻発や、プランジャチップや射出スリーブの摩耗が大きくなってダイカストマシンの正常運転に支障がでるなどにより、部品交換等の復旧作業のため鋳造運転は停止され生産性は大きく低下する（機会損失）。
さらには、鋳造不良が頻発や、プランジャチップや射出スリーブの摩耗が大きくなってダイカストマシンの正常運転に支障がでるなどにより、部品交換等の復旧作業のため鋳造運転は停止され生産性は大きく低下する（機会損失）。
【0005】
ここで、鋳造不良や機会損失等の起点は、射出スリーブとプランジャチップとの摺動抵抗の変化にあることから、この摺動抵抗の変化を精度良く検知することが提案されている。さらには、鋳造品質の変化予測と、機会損失に至るまでの寿命予測とを組み合わせて、鋳造品の品質安定化と鋳造運転の安定稼働を得る品質管理（予防管理）につなげることが望ましい。
例えば、特許文献１及び特許文献２では、射出充填工程におけるプランジャチップを制御する油圧シリンダ等の作動油圧（鋳造圧力）の変動から摺動抵抗の変化を検知するとしている。また、特許文献３では、射出充填工程におけるプランジャチップの移動速度（射出速度）の変動から摺動抵抗の変化を検知するとしている。
例えば、特許文献１及び特許文献２では、射出充填工程におけるプランジャチップを制御する油圧シリンダ等の作動油圧（鋳造圧力）の変動から摺動抵抗の変化を検知するとしている。また、特許文献３では、射出充填工程におけるプランジャチップの移動速度（射出速度）の変動から摺動抵抗の変化を検知するとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特公昭６０－２９５２号公報
【文献】特開平３－３２４６０号公報
【文献】特開平２－３０３６６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
鋳造品質の変化予測と機械損失に至るまでの寿命予測による予防管理を実現させるためには、目的に応じたタイミングで摺動抵抗の変化を検知することが好ましい。
例えば、鋳巣や異物混入等の鋳造不良の予防管理では、溶湯残渣物の生成と堆積及び剥離を正確に把握するために、検知するタイミングとしては、プランジャチップと射出スリーブとが直接に接触する溶湯の無い状態で行うのが正しい。つまり、射出充填工程が終わり、次ショットの準備のためにプランジャチップの後退動作の範囲内で行う。
また、プランジャチップや射出スリーブの摩耗の程度を把握する場合でも、検知するタイミングとしては、溶湯の無い状態のプランジャチップの後退動作の範囲内で行うことで高精度に検知できる。
これに対して、特許文献１から特許文献３に示す検知するタイミングは、金型キャビティに溶湯を射出充填するプランジャチップの前進動作の範囲で行うとしている。溶湯が有る状態のため、高温の溶湯による射出スリーブの熱変形や溶湯残渣物の加熱軟化及び溶湯の重さ等の外乱因子を含んでしまうため、溶湯残渣物だけの検査精度が大きく低下し、鋳巣や異物混入等の鋳造不良の予防管理には好ましくない状態である。
例えば、鋳巣や異物混入等の鋳造不良の予防管理では、溶湯残渣物の生成と堆積及び剥離を正確に把握するために、検知するタイミングとしては、プランジャチップと射出スリーブとが直接に接触する溶湯の無い状態で行うのが正しい。つまり、射出充填工程が終わり、次ショットの準備のためにプランジャチップの後退動作の範囲内で行う。
また、プランジャチップや射出スリーブの摩耗の程度を把握する場合でも、検知するタイミングとしては、溶湯の無い状態のプランジャチップの後退動作の範囲内で行うことで高精度に検知できる。
これに対して、特許文献１から特許文献３に示す検知するタイミングは、金型キャビティに溶湯を射出充填するプランジャチップの前進動作の範囲で行うとしている。溶湯が有る状態のため、高温の溶湯による射出スリーブの熱変形や溶湯残渣物の加熱軟化及び溶湯の重さ等の外乱因子を含んでしまうため、溶湯残渣物だけの検査精度が大きく低下し、鋳巣や異物混入等の鋳造不良の予防管理には好ましくない状態である。
【0008】
また、射出充填工程の射出速度や鋳造圧力の変動に起因する、空気巻き込み、湯ジワ不良、湯廻り不良等の鋳造不良の予防管理においては、検知するタイミングとしては、溶湯が存在するプランジャチップの前進動作の範囲で行うことが正しい。
ここで、特許文献１から特許文献３に示す検知手段では、溶湯があるプランジャチップの前進動作のタイミングで行うとしているが、制御の下流に当たる油圧シリンダ等の駆動部にセンサを配置し、配置したセンサからの信号情報を元に、射出速度や鋳造圧力の変動を計測するとしている。そのために、作動油の温度変化による誤差やセンサの故障による誤検知等の問題を完全に解決することは難しい。さらに、射出速度や鋳造圧力が変動した時点では、既に鋳造品の品質も変動しており、予防管理とはいえない。
ここで、特許文献１から特許文献３に示す検知手段では、溶湯があるプランジャチップの前進動作のタイミングで行うとしているが、制御の下流に当たる油圧シリンダ等の駆動部にセンサを配置し、配置したセンサからの信号情報を元に、射出速度や鋳造圧力の変動を計測するとしている。そのために、作動油の温度変化による誤差やセンサの故障による誤検知等の問題を完全に解決することは難しい。さらに、射出速度や鋳造圧力が変動した時点では、既に鋳造品の品質も変動しており、予防管理とはいえない。
【0009】
本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、鋳造不良や機会損失が発生する段階よりも前の初期状態である摺動抵抗の微小な変化を、プランジャチップの後退動作と前進動作の検知タイミングを目的に応じて選択して検知することで、鋳造品質の変化予測と機械損失に至るまでの寿命予測を組み合わせて予防管理することを目的とする、ダイカストマシンにおける鋳造品の品質管理方法に関するものである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明は、上記の問題を解決するための第１の手段として、
射出スリーブ内に配置されたプランジャチップの後退動作後の待機位置で射出スリーブの内部に溶湯を供給し、プランジャチップの前進動作後の射出完了位置で金型キャビティ内に溶湯の射出充填を終える、ダイカスト鋳造品の品質管理方法であって、
プランジャチップの後退動作の移動範囲内に検出区間を設定し、検出区間内のプランジャチップと射出スリーブとの摺動抵抗を連続的に採取し、予め採取した良品鋳造時の摺動抵抗と比較して実鋳造時のショット毎の摺動抵抗の良否を判別する摺動抵抗判別装置を備え、摺動抵抗判別装置の評価結果に基づいてショット毎の実鋳造品の品質良否を判別することにある。
上記第１の手段によれば、溶湯が無い状態で摺動抵抗の直接検知により、鋳造品質の変化や機会損失の兆候の正確な予測による予防管理ができる。
射出スリーブ内に配置されたプランジャチップの後退動作後の待機位置で射出スリーブの内部に溶湯を供給し、プランジャチップの前進動作後の射出完了位置で金型キャビティ内に溶湯の射出充填を終える、ダイカスト鋳造品の品質管理方法であって、
プランジャチップの後退動作の移動範囲内に検出区間を設定し、検出区間内のプランジャチップと射出スリーブとの摺動抵抗を連続的に採取し、予め採取した良品鋳造時の摺動抵抗と比較して実鋳造時のショット毎の摺動抵抗の良否を判別する摺動抵抗判別装置を備え、摺動抵抗判別装置の評価結果に基づいてショット毎の実鋳造品の品質良否を判別することにある。
上記第１の手段によれば、溶湯が無い状態で摺動抵抗の直接検知により、鋳造品質の変化や機会損失の兆候の正確な予測による予防管理ができる。
【0011】
本発明は、上記の問題を解決するための第２の手段として、第１の手段において、
検出区間は射出完了位置を起点として待機位置までの範囲とすることになる。
上記第２の手段によれば、射出スリーブ内の溶湯残渣物の状態や、プランジャチップと射出スリーブの摩耗状態の正確な検知により、鋳巣や異物混入等の鋳造不良の予防管理と、突発的な生産停止による機械損失を回避する予防管理が確実にできる。
検出区間は射出完了位置を起点として待機位置までの範囲とすることになる。
上記第２の手段によれば、射出スリーブ内の溶湯残渣物の状態や、プランジャチップと射出スリーブの摩耗状態の正確な検知により、鋳巣や異物混入等の鋳造不良の予防管理と、突発的な生産停止による機械損失を回避する予防管理が確実にできる。
【0012】
本発明は、上記の問題を解決するための第３の手段として、第１又は第２のいずれか１の手段において、
摺動抵抗は、プランジャチップの前進動作及び後退動作を制御する電気制御式油圧サーボバルブシステムの制御指令値とすることにある。
上記第３の手段によれば、油温の変化やセンサ類の故障等の外乱要因の排除と、鋳造不良や摩耗等の機械異常が発生する段階の前の初期状態の小さな変化まで正確な検知により、予防管理の精度を高めることができる。
摺動抵抗は、プランジャチップの前進動作及び後退動作を制御する電気制御式油圧サーボバルブシステムの制御指令値とすることにある。
上記第３の手段によれば、油温の変化やセンサ類の故障等の外乱要因の排除と、鋳造不良や摩耗等の機械異常が発生する段階の前の初期状態の小さな変化まで正確な検知により、予防管理の精度を高めることができる。
【0013】
本発明は、上記の問題を解決するための第４の手段として、第１又は第３のいずれか１の手段において、
プランジャチップの前進動作における摺動抵抗の採取をさらに備え、待機位置を起点とし射出完了位置の範囲内で検出区間を任意に設定することにある。
上記第４の手段によれば、溶湯がある状態で摺動抵抗の検知により、射出充填動作に起因する、空気巻き込み、湯ジワ不良、湯廻り不良等の鋳造不良の予防管理ができる。
プランジャチップの前進動作における摺動抵抗の採取をさらに備え、待機位置を起点とし射出完了位置の範囲内で検出区間を任意に設定することにある。
上記第４の手段によれば、溶湯がある状態で摺動抵抗の検知により、射出充填動作に起因する、空気巻き込み、湯ジワ不良、湯廻り不良等の鋳造不良の予防管理ができる。
【0014】
本発明は、上記の問題を解決するための第５の手段として、第１ないし第４のいずれか１の手段において、
摺動抵抗判別装置は、検出区間におけるプランジャチップの位置と制御指令値とを波形表示させ、良品鋳造時の良品波形と実鋳造時の鋳造波形とを重ね合わせて乖離する波形の総面積を求め、予め設定した判定基準面積と比較して、ショット毎の実鋳造品の品質良否を判定することにある。
上記第５の手段によれば、鋳造品質の変化や機会損失の兆候の数値化により、予測精度を高め精度の高い予防管理ができる。さらに、射出スリーブの異常個所の特定と交換時期の予測による交換部品等の計画手配により、突発的な生産停止による機械損失を最低限に抑えることができる。
摺動抵抗判別装置は、検出区間におけるプランジャチップの位置と制御指令値とを波形表示させ、良品鋳造時の良品波形と実鋳造時の鋳造波形とを重ね合わせて乖離する波形の総面積を求め、予め設定した判定基準面積と比較して、ショット毎の実鋳造品の品質良否を判定することにある。
上記第５の手段によれば、鋳造品質の変化や機会損失の兆候の数値化により、予測精度を高め精度の高い予防管理ができる。さらに、射出スリーブの異常個所の特定と交換時期の予測による交換部品等の計画手配により、突発的な生産停止による機械損失を最低限に抑えることができる。
【0015】
本発明は、上記の問題を解決するための第６の手段として、第１ないし第５のいずれか１の手段において、
実鋳造品の品質が否と判定されると、摺動抵抗判別装置は注意警報を発信するとともに、注意警報回数の積算を開始し、予め設定した積算回数を超えると、実鋳造の運転を停止するとともに危険警報を発信することにある。
上記第６の手段によれば、ショット毎の鋳造品の分別（良品、要検査品、不良品）と、鋳造品質の変化や機会損失の兆候の数値化により、鋳造品の品質安定化と鋳造運転の安定稼働の予防管理ができる。
実鋳造品の品質が否と判定されると、摺動抵抗判別装置は注意警報を発信するとともに、注意警報回数の積算を開始し、予め設定した積算回数を超えると、実鋳造の運転を停止するとともに危険警報を発信することにある。
上記第６の手段によれば、ショット毎の鋳造品の分別（良品、要検査品、不良品）と、鋳造品質の変化や機会損失の兆候の数値化により、鋳造品の品質安定化と鋳造運転の安定稼働の予防管理ができる。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、鋳造不良や機会損失が発生する段階よりも前の初期状態の微妙な変化を精度良く検知でき、検知結果に基づいて、鋳造品質の変化や機会損失の兆候を数値化して予測する品質管理方法により、鋳造品の品質安定化と鋳造運転の安定稼働の予防管理が確実にできる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明のダイカストマシンの射出装置の概念図である。
【図2】プランジャチップ後退動作における摺動抵抗を示す波形図である。
【図3】プランジャチップ後退動作における処理フロー図である。
【図4】プランジャチップ前進動作における摺動抵抗を示す波形図である。
【図5】プランジャチップ後退動作における処理のフロー図である。
【図6】摺動抵抗判別装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
（ダイカストマシンの概略構成）
図１に示すダイカストマシン１は、図示しない固定盤に支持された固定金型２と、図示しない可動盤に支持され固定盤２に対して進退可能な可動金型３と、溶湯を射出する射出装置１０と、射出装置１０の動作を制御する射出制御部２０と、射出制御部２０の処理モジュールの一部を含んで構成される摺動抵抗判別装置３０とを備えている。
アルミニウムやアルミニウム合金等の溶湯が、射出装置１０により固定金型２及び可動金型３の間の金型キャビティ４に向けて射出充填されることで鋳造品が製造される。
（ダイカストマシンの概略構成）
図１に示すダイカストマシン１は、図示しない固定盤に支持された固定金型２と、図示しない可動盤に支持され固定盤２に対して進退可能な可動金型３と、溶湯を射出する射出装置１０と、射出装置１０の動作を制御する射出制御部２０と、射出制御部２０の処理モジュールの一部を含んで構成される摺動抵抗判別装置３０とを備えている。
アルミニウムやアルミニウム合金等の溶湯が、射出装置１０により固定金型２及び可動金型３の間の金型キャビティ４に向けて射出充填されることで鋳造品が製造される。
【0019】
（射出装置）
射出装置１０は、溶湯が内部に供給される射出スリーブ１１と、射出スリーブ１１の内側で射出スリーブ１１に対して進退可能なプランジャチップ１２と、プランジャチップ１２と連結されたプランジャロッド１３と、プランジャロッド１３と連結しプランジャチップ１２を駆動する油圧シリンダ１４等の駆動源とを備えている。
射出装置１０のプランジャチップ１２の移動に関し、金型キャビティ４に近い側Ｆに向かっての移動を「前進動作」と定義し、金型キャビティ４から遠い側Ｂに向かっての移動を「後退動作」と定義し、プランジャチップ１２の後退動作の完了位置を「待機位置ＢＥ」と定義し、プランジャチップ１２の前進動作の完了位置を「射出完了位置ＦＥ」と定義する。つまり、プランジャチップ１２は待機位置ＢＥと射出完了位置ＦＥの間で前後方向Ｄ１に進退する。
射出装置１０は、溶湯が内部に供給される射出スリーブ１１と、射出スリーブ１１の内側で射出スリーブ１１に対して進退可能なプランジャチップ１２と、プランジャチップ１２と連結されたプランジャロッド１３と、プランジャロッド１３と連結しプランジャチップ１２を駆動する油圧シリンダ１４等の駆動源とを備えている。
射出装置１０のプランジャチップ１２の移動に関し、金型キャビティ４に近い側Ｆに向かっての移動を「前進動作」と定義し、金型キャビティ４から遠い側Ｂに向かっての移動を「後退動作」と定義し、プランジャチップ１２の後退動作の完了位置を「待機位置ＢＥ」と定義し、プランジャチップ１２の前進動作の完了位置を「射出完了位置ＦＥ」と定義する。つまり、プランジャチップ１２は待機位置ＢＥと射出完了位置ＦＥの間で前後方向Ｄ１に進退する。
【0020】
（射出スリーブ）
射出スリーブ１１は、図示しない固定盤から後方に突出した状態に水平に支持される円筒体である。射出スリーブ１１の軸方向は、前後方向Ｄ１に一致する。射出スリーブ１１の前側は、金型キャビティ４と連通するように、固定盤を貫通し、固定金型２の所定の位置に締結される。
射出スリーブ１１の後側は貫通孔の注湯口１５が設けられている。プランジャチップ１２が待機位置ＢＥに待機している時に、図示しない給湯装置等から溶湯が注湯口１５を通じて射出スリーブ１１の内部に注湯される。
射出スリーブ１１には、必要に応じて、水等の冷却媒体が流れる流路を含む図示しない冷却機構が設けられている。また、プランジャチップ１２の摩耗損傷の防止や摺動状態の安定化及び溶湯残渣物の付着抑制等のため、射出スリーブ１１とプランジャチップ１２との摺動面に潤滑剤を塗布することが好ましい。
射出スリーブ１１は、図示しない固定盤から後方に突出した状態に水平に支持される円筒体である。射出スリーブ１１の軸方向は、前後方向Ｄ１に一致する。射出スリーブ１１の前側は、金型キャビティ４と連通するように、固定盤を貫通し、固定金型２の所定の位置に締結される。
射出スリーブ１１の後側は貫通孔の注湯口１５が設けられている。プランジャチップ１２が待機位置ＢＥに待機している時に、図示しない給湯装置等から溶湯が注湯口１５を通じて射出スリーブ１１の内部に注湯される。
射出スリーブ１１には、必要に応じて、水等の冷却媒体が流れる流路を含む図示しない冷却機構が設けられている。また、プランジャチップ１２の摩耗損傷の防止や摺動状態の安定化及び溶湯残渣物の付着抑制等のため、射出スリーブ１１とプランジャチップ１２との摺動面に潤滑剤を塗布することが好ましい。
【0021】
（プランジャチップ）
プランジャチップ１２は、射出スリーブ１１内の溶湯を前方に向けて押し出して金型キャビティ４内に射出充填する円柱状の形状をしており、射出スリーブ１１とは適切な隙間を有している。つまり、溶湯は漏れずに、射出スリーブ１１とプランジャチップ１２とが固着せずに、プランジャチップ１２がスムーズに進退できる程度の隙間が精密に調整されている。プランジャロッド１３は、プランジャチップ１２と油圧シリンダ１４とを連結する中間体であり、油圧シリンダ１４の駆動をプランジャチップ１２に伝達する。
また、プランジャチップ１２には、水等の冷却媒体が流れる流路を含む水冷機構が設けられている。
プランジャチップ１２は、射出スリーブ１１内の溶湯を前方に向けて押し出して金型キャビティ４内に射出充填する円柱状の形状をしており、射出スリーブ１１とは適切な隙間を有している。つまり、溶湯は漏れずに、射出スリーブ１１とプランジャチップ１２とが固着せずに、プランジャチップ１２がスムーズに進退できる程度の隙間が精密に調整されている。プランジャロッド１３は、プランジャチップ１２と油圧シリンダ１４とを連結する中間体であり、油圧シリンダ１４の駆動をプランジャチップ１２に伝達する。
また、プランジャチップ１２には、水等の冷却媒体が流れる流路を含む水冷機構が設けられている。
【0022】
（射出制御装置）
射出制御装置２０は、油圧シリンダ１４と接続され、油圧シリンダ１４の駆動を制御することで、プランジャロッド１３を介してプランジャチップ１２の前進動作又は後退動作を制御する。特に、プランジャチップ１２の前進動作は、射出スリーブ１１内の溶湯を金型キャビティ４内へ射出充填する動作であることから、鋳造品の品質に直接影響する重要な動作である。
射出充填の動作は、射出スリーブ１１内の溶湯を金型キャビティ４内へ正確に充填させるために、多段に設定されたプランジャチップ１２の前進速度（射出速度）と、充填された金型キャビティ４内の溶湯を正確に冷却凝固させるために、多段に設定された鋳造圧力とで構成される。そこで、射出制御装置２０には、多段に設定された射出速度及び鋳造圧力の高精度制御に最適な電気制御式油圧サーボバルブシステムを搭載した制御装置を用いることが好ましい。
射出制御装置２０は、油圧シリンダ１４と接続され、油圧シリンダ１４の駆動を制御することで、プランジャロッド１３を介してプランジャチップ１２の前進動作又は後退動作を制御する。特に、プランジャチップ１２の前進動作は、射出スリーブ１１内の溶湯を金型キャビティ４内へ射出充填する動作であることから、鋳造品の品質に直接影響する重要な動作である。
射出充填の動作は、射出スリーブ１１内の溶湯を金型キャビティ４内へ正確に充填させるために、多段に設定されたプランジャチップ１２の前進速度（射出速度）と、充填された金型キャビティ４内の溶湯を正確に冷却凝固させるために、多段に設定された鋳造圧力とで構成される。そこで、射出制御装置２０には、多段に設定された射出速度及び鋳造圧力の高精度制御に最適な電気制御式油圧サーボバルブシステムを搭載した制御装置を用いることが好ましい。
【0023】
（摺動抵抗判別装置）
摺動抵抗判別装置３０は、油圧シリンダ１４の駆動を制御する射出制御装置２０の制御指令値の情報から、プランジャチップ１２と射出スリーブ１１の摺動抵抗を演算し良否の判別を行うものである。摺動抵抗判別装置３０には、図２に示すように、信号入力部３１、波形表示部３２、検出区間設定部３３、演算部３４、判別部３５、警報発信部３６から構成される。
摺動抵抗判別装置３０は、油圧シリンダ１４の駆動を制御する射出制御装置２０の制御指令値の情報から、プランジャチップ１２と射出スリーブ１１の摺動抵抗を演算し良否の判別を行うものである。摺動抵抗判別装置３０には、図２に示すように、信号入力部３１、波形表示部３２、検出区間設定部３３、演算部３４、判別部３５、警報発信部３６から構成される。
【0024】
ここで、制御の下流に当たる油圧シリンダ等の駆動部にセンサを配置し、配置したセンサからの信号情報を元に、射出速度や鋳造圧力の変動を計測して摺動抵抗の変化を検知する従来の手段（カジリ検知）では、作動油の温度変化による誤差やセンサの故障による誤検知等の問題を完全に解決することは難しい。さらに、射出速度や鋳造圧力が変動した時点では、既に鋳造品の品質も変動しており、予防管理とはいえない。
【0025】
これに対して、本発明では、制御の最上流となる射出制御装置２０の制御指令値を用いることで、誤差や誤検知等の問題の無い高精度な摺動抵抗の変化の検知を実現する。また、射出速度や鋳造圧力の変動の異常現象が発生する前の段階の極微小な摺動抵抗の変化まで正確に検知できることで、鋳造不良や摩耗等の機械異常が発生する段階の前の早期の段階で予防管理を行うことができる。
【0026】
また、鋳造運転の一連の動作の中で摺動抵抗を検知するタイミングを、摺動抵抗判別装置３０で予め設定しておく。
例えば、鋳巣や異物混入等の鋳造不良の予防管理では、溶湯残渣物の生成と堆積及び剥離を正確に把握するために、プランジャチップ１２と射出スリーブ１１とが直接に接触する確率の高い溶湯の無い状態で検知するとする。また、プランジャチップ１２や射出スリーブ１１の摩耗の程度を把握する場合でも、溶湯の無い状態が好ましい。つまり、射出充填工程が終わり、次ショットの準備のためにプランジャチップ１２の後退動作の範囲内を設定することが正しい。
また、射出充填工程の射出速度や鋳造圧力の変動に起因する、空気巻き込み、湯ジワ不良、湯廻り不良等の鋳造不良の予防管理においては、溶湯が有る状態のプランジャチップ１２の前進動作による金型キャビティ４への溶湯の射出充填の範囲内で設定する。
このように、目的に応じたタイミングで摺動抵抗の変化を検知することで、鋳造品質の変化予測と機械損失に至るまでの寿命予測による予防管理を確実とする。
例えば、鋳巣や異物混入等の鋳造不良の予防管理では、溶湯残渣物の生成と堆積及び剥離を正確に把握するために、プランジャチップ１２と射出スリーブ１１とが直接に接触する確率の高い溶湯の無い状態で検知するとする。また、プランジャチップ１２や射出スリーブ１１の摩耗の程度を把握する場合でも、溶湯の無い状態が好ましい。つまり、射出充填工程が終わり、次ショットの準備のためにプランジャチップ１２の後退動作の範囲内を設定することが正しい。
また、射出充填工程の射出速度や鋳造圧力の変動に起因する、空気巻き込み、湯ジワ不良、湯廻り不良等の鋳造不良の予防管理においては、溶湯が有る状態のプランジャチップ１２の前進動作による金型キャビティ４への溶湯の射出充填の範囲内で設定する。
このように、目的に応じたタイミングで摺動抵抗の変化を検知することで、鋳造品質の変化予測と機械損失に至るまでの寿命予測による予防管理を確実とする。
【0027】
（摺動抵抗の波形：後退動作時）
プランジャチップ１２の後退動作のタイミングで摺動抵抗を検知し予防管理を行う手順について、図３と図４を用いて説明する。
図３は、射出充填を終え、次の鋳造ショットの準備のためのプランジャチップ１２の後退動作の波形を示す。射出制御部２０の制御指令値を摺動抵抗判別装置３０の信号入力部３１が受けると、波形表示部３２にて制御指令値波形として表示する。
波形の横軸は、プランジャチップ１２の位置、又は後退開始からの経過時間のいずれかが選択できる。例えば、射出スリーブ１１の異常個所を特定したい場合は、プランジャチップ１２の位置を選択することが好ましい。プランジャチップ１２の射出完了位置ＦＥから待機位置ＢＥの範囲が表示される。
プランジャチップ１２の後退動作のタイミングで摺動抵抗を検知し予防管理を行う手順について、図３と図４を用いて説明する。
図３は、射出充填を終え、次の鋳造ショットの準備のためのプランジャチップ１２の後退動作の波形を示す。射出制御部２０の制御指令値を摺動抵抗判別装置３０の信号入力部３１が受けると、波形表示部３２にて制御指令値波形として表示する。
波形の横軸は、プランジャチップ１２の位置、又は後退開始からの経過時間のいずれかが選択できる。例えば、射出スリーブ１１の異常個所を特定したい場合は、プランジャチップ１２の位置を選択することが好ましい。プランジャチップ１２の射出完了位置ＦＥから待機位置ＢＥの範囲が表示される。
【0028】
波形の縦軸は、射出制御装置２０の制御指令値であり、後退動作におけるプランジャチップ１２と射出スリーブ１１との摺動抵抗を表す。
ここで、射出制御装置２０は、電気制御式油圧サーボシステムを搭載した制御装置とすることで、射出制御装置２０からの制御指令値の分解能は高くなり、摺動抵抗の小さな変化も精度良く検知できる。これにより、鋳造不良や摩耗等の異常現象が発生する段階の前の初期状態の小さな変化まで正確に検知できることで、鋳造品質の変化予測と機械損失に至るまでの寿命予測が正確にできる。
なお、電気制御式油圧サーボシステムとは、油圧シリンダ等の油圧装置の作動油の流量を緻密に制御できる制御装置である。作動油の流量制御はスプールと呼ばれている調整ロッドの位置で行い、スプールの位置は連結されたサーボモータで駆動される。
そこで、制御指令値２０は、スプールの位置を駆動するサーボモータへの「スプール位置制御電流値」を用いる。あるいは、スプールの位置をモニターする機能がある制御装置であれば、制御指令値２０は「スプールモニタ表示値」を選択することが好ましい。
ここで、射出制御装置２０は、電気制御式油圧サーボシステムを搭載した制御装置とすることで、射出制御装置２０からの制御指令値の分解能は高くなり、摺動抵抗の小さな変化も精度良く検知できる。これにより、鋳造不良や摩耗等の異常現象が発生する段階の前の初期状態の小さな変化まで正確に検知できることで、鋳造品質の変化予測と機械損失に至るまでの寿命予測が正確にできる。
なお、電気制御式油圧サーボシステムとは、油圧シリンダ等の油圧装置の作動油の流量を緻密に制御できる制御装置である。作動油の流量制御はスプールと呼ばれている調整ロッドの位置で行い、スプールの位置は連結されたサーボモータで駆動される。
そこで、制御指令値２０は、スプールの位置を駆動するサーボモータへの「スプール位置制御電流値」を用いる。あるいは、スプールの位置をモニターする機能がある制御装置であれば、制御指令値２０は「スプールモニタ表示値」を選択することが好ましい。
【0029】
図３の波形の破線は、予め採取した良品鋳造時の摺動抵抗の波形（基準値波形３０１）である。図３では分かりやすく１本の破線で表しているが、複数の良品鋳造時の波形データを集積して、上下限を含む良品鋳造時の範囲で表しても良い。あるいは、鋳造不良が生じた時の波形データを限界値として、この限界値又は限界値に安全係数を乗じ良品鋳造を確実に得るという安全範囲で示しても良い。又は、分解清掃等のメンテナンス後の無負荷運転時に取得したデータを用いても良い。
【0030】
次に、波形表示部３２で表示した波形から、目的に応じて摺動抵抗を評価する範囲を検出区間３０２として検出区間設定部３３で設定する。
例えば、鋳巣や異物混入等の鋳造不良の予防管理を行う場合には、鋳造不良の発生原因となる溶湯残渣物の生成と堆積及び剥離が生じる可能性のある範囲を設定する。つまり、射出スリーブ１１内で溶湯と接する範囲は全て可能性があるので、射出完了位置ＦＥから待機位置ＢＥの全範囲を設定することが好ましい。
また、射出スリーブ１１内の局部的な摩耗等の損傷や、油圧シリンダ１４やプランジャロッド１３を含む射出装置１０の機械部品の緩み等を検知して予防管理を行う場合も、射出完了位置ＦＥから待機位置ＢＥの全範囲を設定することが好ましい。なお、予め異常個所が分かっている場合においては、その異常個所を含む局所的な範囲に絞って設定することも可能である。
例えば、鋳巣や異物混入等の鋳造不良の予防管理を行う場合には、鋳造不良の発生原因となる溶湯残渣物の生成と堆積及び剥離が生じる可能性のある範囲を設定する。つまり、射出スリーブ１１内で溶湯と接する範囲は全て可能性があるので、射出完了位置ＦＥから待機位置ＢＥの全範囲を設定することが好ましい。
また、射出スリーブ１１内の局部的な摩耗等の損傷や、油圧シリンダ１４やプランジャロッド１３を含む射出装置１０の機械部品の緩み等を検知して予防管理を行う場合も、射出完了位置ＦＥから待機位置ＢＥの全範囲を設定することが好ましい。なお、予め異常個所が分かっている場合においては、その異常個所を含む局所的な範囲に絞って設定することも可能である。
【0031】
図３に示す波形の実線は、連続運転中の実鋳造１ショットにおける後退動作の摺動抵抗の波形（実鋳造時波形３０３）である。基準値波形３０１と重ね書き表示させることで、基準値波形３０１と実鋳造時波形３０３の乖離の有無と乖離の程度が明確となる。
演算部３４は、例えば二値化処理等の手法を用いて、検出区間設定部３３で設定した検出区間３０２の範囲の重ね書き波形の乖離部分の面積の総和（図３の斜線部で囲んだエリア）を乖離面積３０３ａとして数値化し、判別部３５へデータを送信する。
判別部３５は、演算部３４から送信されたデータを受けて、予め設定した判定基準面積と比較して、実鋳造１ショットの鋳造品の品質良否の判別と、次ショットの鋳造品の品質予測を行う。連続運転中は、この情報処理の流れを連続して行うことで、連続運転中の実鋳造１ショット毎の鋳造品の品質判別と品質予測が連続して行われる。これにより、鋳造品質の変化をデータ化し、次ショット以降の鋳造品質の変化予測と機械損失に至るまでの寿命予測を行うことができる。
演算部３４は、例えば二値化処理等の手法を用いて、検出区間設定部３３で設定した検出区間３０２の範囲の重ね書き波形の乖離部分の面積の総和（図３の斜線部で囲んだエリア）を乖離面積３０３ａとして数値化し、判別部３５へデータを送信する。
判別部３５は、演算部３４から送信されたデータを受けて、予め設定した判定基準面積と比較して、実鋳造１ショットの鋳造品の品質良否の判別と、次ショットの鋳造品の品質予測を行う。連続運転中は、この情報処理の流れを連続して行うことで、連続運転中の実鋳造１ショット毎の鋳造品の品質判別と品質予測が連続して行われる。これにより、鋳造品質の変化をデータ化し、次ショット以降の鋳造品質の変化予測と機械損失に至るまでの寿命予測を行うことができる。
【0032】
ここで、判定基準面積とは、複数の良品鋳造時の波形データを集積して求めた良品鋳造時の上下限で示される幅の面積に安全係数を乗じた面積である。あるいは、溶湯残渣物の剥離に起因する鋳造不良が生じた時の波形データを限界値として、この限界値又は限界値に安全係数を乗じ良品鋳造を確実に得るという安全範囲を示す面積である。つまり、溶湯残渣物に係る鋳巣や異物混入等鋳造不良が既に生じている状態や、あるいは、プランジャチップ１２又は射出スリーブ１１等の射出装置に機械損失の疑いが生じている状態よりも前の段階の微小な変化の時点で判定を行うことで、良品の中に不良品が混ざることや生産を停止する等の異常事態を未然に防ぐことができる。
【0033】
また、判別部３５は、基準値波形３０１と実鋳造時波形３０３の乖離の最大値３０３ｂのデータを用いて、次の実鋳造ショットの鋳造品の品質予測等を行うことができる。例えば、明確な鋳造品の不良や機械損失が発生した時の波形を基準値波形３０１とし、最大値３０３ｂが基準値波形３０１の最大値を超えたことを検知すると、判別部３５は突発的な事態の発生として異常判別が瞬時にでき、生産停止などの致命的な機械損失の防止ができる。あるいは、複数の良品鋳造時のデータを集積して求めた良品鋳造時の上下限の平均値を基準平均値３０３ｃとし、実鋳造１ショットの波形の数値が基準平均値３０３ｃを超過した回数をカウントすることで、鋳造品の品質の変動傾向や機械損失への寿命予測などを行うことができる。
【0034】
（処理フロー：後退動作時）
プランジャチップ１２の後退動作における摺動抵抗判別装置３０の処理フローを図４に示す。射出充填の鋳造を終えると、射出制御部２０によって油圧シリンダ１４が駆動され、プランジャチップ１２は設定された速度で後退動作を開始し、プランジャチップ１２が待機位置ＢＥに達すると後退動作は停止する。
プランジャチップ１２の後退動作における摺動抵抗判別装置３０の処理フローを図４に示す。射出充填の鋳造を終えると、射出制御部２０によって油圧シリンダ１４が駆動され、プランジャチップ１２は設定された速度で後退動作を開始し、プランジャチップ１２が待機位置ＢＥに達すると後退動作は停止する。
【0035】
後退開始（射出完了位置ＦＥ）から後退停止（待機位置ＢＥ）の全範囲における射出制御部２０からの制御指令値が信号入力部３１を経由して波形表示部３２で波形表示される（波形計測）。検出区間設定部３３で設定した検出区間３０２の波形を抽出し、演算部３４で数値化処理を行った後、判別部３５にて判別処理を行う（波形解析）。
【0036】
判別部３５では、２段階の判別処理を行う。最初の１段目の判別処理は、検出区間３０２の範囲の基準値波形３０１と実鋳造時波形３０３の２つの波形を比較して、例えば乖離面積３０３ａを演算する（解析結果Ｂ１）。解析結果Ｂ１と予め設定した判定基準面積（基準値Ａ１）とを比較して、Ａ１≦Ｂ１であれば「要検査」と判別し、警報発信部３６に判別結果の情報を送付する。警報発信部３６は警報を発信すると同時に、判別部３５からの警報信号の回数のカウントが開始される。
なお、要検査とは、次ショットの鋳造品の品質良否の判別を明確に予測するには躊躇する程度の軽微の摺動抵抗の変化のものであり、鋳造品は一時保管され、次ショットの判別結果の確認後に改めて品質判別を受けるものである。
なお判定部３５の判別結果が、Ａ１＞Ｂ１の場合は、鋳造品は良品判定Ｃ１として良品保管され、連続鋳造は継続される。
なお、要検査とは、次ショットの鋳造品の品質良否の判別を明確に予測するには躊躇する程度の軽微の摺動抵抗の変化のものであり、鋳造品は一時保管され、次ショットの判別結果の確認後に改めて品質判別を受けるものである。
なお判定部３５の判別結果が、Ａ１＞Ｂ１の場合は、鋳造品は良品判定Ｃ１として良品保管され、連続鋳造は継続される。
【0037】
さらに、警報発信部３６において、カウントされた警報回数Ｅ１が、予め設定された基準回数Ｄ１と比較して、Ｄ１≦Ｅ１であれば警報発信部３６は異常判定Ｇ１を発信するとともに、連続鋳造作業の停止処置を行う（２段目の判別処理）。
この異常判定Ｇ１とは、これ以上の連続鋳造を継続しても良品が得られる確率が極端に低下したことを示し、射出速度や鋳造圧力等の射出充填の鋳造条件の見直しや、射出スリーブ１１やプランジャチップ１２等を含む射出装置１０の清掃やメンテナンスを行うことを示唆するものである。あるいは、射出装置１０の故障など致命的な機械損失が生じる確率が高く、早期に部品交換などの保全処置が必要であることを示唆するものである。
このように、警報回数をカウントする判別処置により、鋳造品質や射出装置の小さな変化を予測し、計画的に鋳造条件の再調整や射出装置の簡単なメンテナンスを行うことで安定生産を継続できる。また、射出装置の故障等の致命的な機械損失の発生の予測ができ、これにより交換部品の先行手配等の予防管理を確実とする。
ここで、基準回数Ｄ１とは、必要とする予防管理の内容によって基準値Ａ１と組み合わせて設定されることが好ましい。例えば、鋳造品質の安定化を最優先とした場合では、基準値Ａ１は厳しく、基準回数Ｄ１は少なく設定する。
なお、判別部３５の判別結果が、Ｄ１＞Ｅ１の場合は、連続鋳造は継続されるが、鋳造品は要検査として一時保管され、次ショットの判別結果の確認後に改めて品質判定を受けるとする。
この異常判定Ｇ１とは、これ以上の連続鋳造を継続しても良品が得られる確率が極端に低下したことを示し、射出速度や鋳造圧力等の射出充填の鋳造条件の見直しや、射出スリーブ１１やプランジャチップ１２等を含む射出装置１０の清掃やメンテナンスを行うことを示唆するものである。あるいは、射出装置１０の故障など致命的な機械損失が生じる確率が高く、早期に部品交換などの保全処置が必要であることを示唆するものである。
このように、警報回数をカウントする判別処置により、鋳造品質や射出装置の小さな変化を予測し、計画的に鋳造条件の再調整や射出装置の簡単なメンテナンスを行うことで安定生産を継続できる。また、射出装置の故障等の致命的な機械損失の発生の予測ができ、これにより交換部品の先行手配等の予防管理を確実とする。
ここで、基準回数Ｄ１とは、必要とする予防管理の内容によって基準値Ａ１と組み合わせて設定されることが好ましい。例えば、鋳造品質の安定化を最優先とした場合では、基準値Ａ１は厳しく、基準回数Ｄ１は少なく設定する。
なお、判別部３５の判別結果が、Ｄ１＞Ｅ１の場合は、連続鋳造は継続されるが、鋳造品は要検査として一時保管され、次ショットの判別結果の確認後に改めて品質判定を受けるとする。
【0038】
（摺動抵抗の波形：前進動作時）
プランジャチップ１２の前進動作のタイミングで摺動抵抗を検知し予防管理を行う手順について、図５と図６を用いて説明する。
図５は、射出充填工程における摺動抵抗の重ね書きの波形である。制御指令値から波形表示及び演算処理等は図３と同様であるので、図３と異なる箇所を主に説明する。
波形の横軸は、プランジャチップ１２の位置、又は射出開始からの経過時間のいずれかが選択できる。待機位置ＢＥは注湯口１５から射出スリーブ１１内に溶湯を注湯するプランジャチップ１２の位置である。また、射出完了位置ＦＥは、射出充填工程を終えプランジャチップがこれ以上前に進まない前進の位置である。
波形の縦軸は、射出制御装置２０の制御指令値であり、前進動作におけるプランジャチップ１２と射出スリーブ１１との摺動抵抗を表す。図３と異なる点は、射出スリーブ１１内には溶湯が有る状態で、プランジャチップ１２の前進動作に伴う射出スリーブ１１内と金型キャビティ４内を溶湯が流動する状態を含めた摺動抵抗として表される。これにより、射出充填工程の摺動抵抗の小さな変化は、射出充填工程に係る鋳造品の僅かな品質変化を表しており、鋳造品質の変化予測による予防管理を行うことができる。さらに、電気制御式油圧サーボシステムの制御指令値を使うことで予防管理の精度は高くなる。
プランジャチップ１２の前進動作のタイミングで摺動抵抗を検知し予防管理を行う手順について、図５と図６を用いて説明する。
図５は、射出充填工程における摺動抵抗の重ね書きの波形である。制御指令値から波形表示及び演算処理等は図３と同様であるので、図３と異なる箇所を主に説明する。
波形の横軸は、プランジャチップ１２の位置、又は射出開始からの経過時間のいずれかが選択できる。待機位置ＢＥは注湯口１５から射出スリーブ１１内に溶湯を注湯するプランジャチップ１２の位置である。また、射出完了位置ＦＥは、射出充填工程を終えプランジャチップがこれ以上前に進まない前進の位置である。
波形の縦軸は、射出制御装置２０の制御指令値であり、前進動作におけるプランジャチップ１２と射出スリーブ１１との摺動抵抗を表す。図３と異なる点は、射出スリーブ１１内には溶湯が有る状態で、プランジャチップ１２の前進動作に伴う射出スリーブ１１内と金型キャビティ４内を溶湯が流動する状態を含めた摺動抵抗として表される。これにより、射出充填工程の摺動抵抗の小さな変化は、射出充填工程に係る鋳造品の僅かな品質変化を表しており、鋳造品質の変化予測による予防管理を行うことができる。さらに、電気制御式油圧サーボシステムの制御指令値を使うことで予防管理の精度は高くなる。
【0039】
射出充填工程は、図５に示すように、低速射出と高速射出を組み合わせた射出速度制御の範囲と、充填圧力を高め溶湯の凝固収縮を確実に補う高圧充填の鋳造圧力制御の範囲の組合せが一般的である。
図５に示す波形の破線は、予め採取した良品鋳造時の摺動抵抗の波形（基準値波形４０１）である。図５では分かりやすく１本の破線で表しているが、複数の良品鋳造時の波形データを集積して、上下限を含む良品鋳造時の範囲で表しても良い。あるいは、鋳造不良が生じた時の波形データを限界値として、この限界値又は限界値に安全係数を乗じ良品鋳造を確実に得るという安全範囲で示しても良い。
図５に示す波形の破線は、予め採取した良品鋳造時の摺動抵抗の波形（基準値波形４０１）である。図５では分かりやすく１本の破線で表しているが、複数の良品鋳造時の波形データを集積して、上下限を含む良品鋳造時の範囲で表しても良い。あるいは、鋳造不良が生じた時の波形データを限界値として、この限界値又は限界値に安全係数を乗じ良品鋳造を確実に得るという安全範囲で示しても良い。
【0040】
検出区間４０２は、検出する目的等に応じて選択され設定される。例えば、空気巻き込みや湯ジワ不良及び湯廻り不良等の溶湯の射出流動に関係する鋳造不良が問題となる場合では、低速射出と高速射出の２区間を設定する。また、鋳巣やヒケ等の溶湯の冷却凝固過程を把握したい場合には、高速射出と高圧充填の２つの範囲を設定することが好ましい。異物混入を含む全ての不良を確認したい場合は、待機位置ＢＥから射出完了位置ＦＥまでの全範囲を設定しても良い。図５では、摺動抵抗の変動が大きく表れやすく鋳造不良を誘発しやすい低速射出の区間を検出区間４０２と設定した。
【0041】
図５に示す波形の実線は、連続運転中の実鋳造１ショットにおける前進動作の摺動抵抗の波形（実鋳造時波形４０３）である。基準値波形４０１と重ね書き表示させることで、基準値波形４０１と実鋳造時波形４０３の乖離の有無と乖離の程度が明確となる。
演算部３４は、例えば二値化処理等の手法を用いて、検出区間設定部３３で設定した検出区間４０２の範囲の重ね書き波形の乖離部分の面積の総和（図５の斜線部で囲んだエリア）を乖離面積４０３ａ）として数値化し、判別部３５へデータを送信する。
判別部３５は、演算部３４から送信されたデータを受けて、予め設定した判定基準面積と比較して、実鋳造１ショットの鋳造品の品質良否の判別と、次ショットの鋳造品の品質予測を行う。連続運転中は、この情報処理の流れを連続して行うことで、連続運転中の実鋳造１ショット毎の鋳造品の品質判別と品質予測が連続して行われる。これにより、鋳造品質の変化をデータ化し、次ショット以降の鋳造品質の変化予測と機械損失に至るまでの寿命予測を行うことができる。
演算部３４は、例えば二値化処理等の手法を用いて、検出区間設定部３３で設定した検出区間４０２の範囲の重ね書き波形の乖離部分の面積の総和（図５の斜線部で囲んだエリア）を乖離面積４０３ａ）として数値化し、判別部３５へデータを送信する。
判別部３５は、演算部３４から送信されたデータを受けて、予め設定した判定基準面積と比較して、実鋳造１ショットの鋳造品の品質良否の判別と、次ショットの鋳造品の品質予測を行う。連続運転中は、この情報処理の流れを連続して行うことで、連続運転中の実鋳造１ショット毎の鋳造品の品質判別と品質予測が連続して行われる。これにより、鋳造品質の変化をデータ化し、次ショット以降の鋳造品質の変化予測と機械損失に至るまでの寿命予測を行うことができる。
【0042】
ここで、判定基準面積とは、複数の良品鋳造時の波形データを集積して求めた良品鋳造時の上下限で示される幅の面積に安全係数を乗じた面積である。あるいは、射出充填に起因する鋳造不良が生じた時の波形データを限界値として、この限界値又は限界値に安全係数を乗じ良品鋳造を確実に得るという安全範囲を示す面積である。つまり、射出速度や鋳造圧力の変動によって既に鋳造品質に影響が生じている状態や、あるいは、射出スリーブの熱変形や溶湯残渣物との擦れ等によるプランジャチップ１２又は射出スリーブ１１等の射出装置に機械損失の疑いが生じている状態よりも前の段階の微小な変化の時点で判定を行うことで、良品の中に不良品が混ざることや生産を停止する等の異常事態を未然に防ぐことができる。
【0043】
また、判別部３５は、基準値波形４０１と実鋳造時波形４０３の乖離の最大値４０３ｂのデータを用いて、次の実鋳造ショットの鋳造品の品質予測等を行うことができる。例えば、明確な鋳造品の不良や機械損失が発生した時の波形を基準値波形４０１とし、最大値４０３ｂが基準値波形４０１の最大値を超えたことを検知すると、判別部３５は突発的な事態の発生として異常判別が瞬時にでき、生産停止などの致命的な機械損失の防止ができる。あるいは、複数の良品鋳造時のデータを集積して求めた良品鋳造時の上下限の平均値を基準平均値４０３ｃとし、実鋳造１ショットの波形の数値が基準平均値４０３ｃを超過した回数をカウントすることで、鋳造品の品質の変動傾向や機械損失への寿命予測などを行うことができる。
【0044】
これまで、低速射出の範囲を検出区間４０２として説明してきたが、検出区間の範囲を変更しても同様である。なお、低速射出から高圧充填までの全ての範囲をまとめて判定してもよい。あるいは、それぞれの範囲毎に区分けして判定し、鋳造不良の形態や機械損失の懸念事項等を鑑みて優先順位を付けた判定とすることもできる。
【0045】
（処理フロー：前進動作時）
プランジャチップ１２の前進動作における摺動抵抗判別装置３０の処理フローを図６に示す。なお、射出スリーブ１１内には溶湯が注湯され、プランジャチップ１２は待機位置ＢＥに待機している状態からのスタートとする。
射出充填工程が開始すると、射出制御部２０によって油圧シリンダ１４が駆動され、プランジャチップ１２は、低速射出、高速射出、高圧充填の設定された射出速度と鋳造圧力で前進動作し、金型キャビティ４内への溶湯の射出充填を終えると、プランジャチップ１２の前進動作は射出完了位置ＦＥで停止する。
プランジャチップ１２の前進動作における摺動抵抗判別装置３０の処理フローを図６に示す。なお、射出スリーブ１１内には溶湯が注湯され、プランジャチップ１２は待機位置ＢＥに待機している状態からのスタートとする。
射出充填工程が開始すると、射出制御部２０によって油圧シリンダ１４が駆動され、プランジャチップ１２は、低速射出、高速射出、高圧充填の設定された射出速度と鋳造圧力で前進動作し、金型キャビティ４内への溶湯の射出充填を終えると、プランジャチップ１２の前進動作は射出完了位置ＦＥで停止する。
【0046】
射出開始（待機位置ＢＥ）から射出停止（射出完了位置ＦＥ）の全範囲における射出制御部２０からの制御指令値が信号入力部３１を経由して波形表示部３２で波形表示される（波形計測）。検出区間設定部３３で設定した検出区間３０２の波形を抽出し、演算部３４で数値化処理を行った後、判別部３５にて判別処理を行う（波形解析）。
【0047】
判別部３５では、２段階の判別処理を行う。最初の１段目の判別処理は、検出区間４０２の範囲の基準値波形４０１と実鋳造時波形４０３の２つの波形を比較して、例えば乖離面積４０３ａを演算する（解析結果Ｂ２）。解析結果Ｂ２と予め設定した判定基準面積（基準値Ａ２）とを比較して、Ａ２≦Ｂ２であれば「要検査」と判別し、警報発信部３６に判別結果の情報を送付する。警報発信部３６は警報を発信すると同時に、判別部３５からの警報信号の回数のカウントが開始される。
なお、要検査とは、鋳造品の品質良否を明確に判別するには躊躇する程度の軽微の摺動抵抗の変化のものであり、鋳造品は一時保管され、次ショットの判別結果の確認後に改めて品質判別を受けるものである。
なお判定部３５の判別結果が、Ａ２＞Ｂ２の場合は、鋳造品は良品判定Ｃ２として良品保管され、連続鋳造は継続される。
なお、要検査とは、鋳造品の品質良否を明確に判別するには躊躇する程度の軽微の摺動抵抗の変化のものであり、鋳造品は一時保管され、次ショットの判別結果の確認後に改めて品質判別を受けるものである。
なお判定部３５の判別結果が、Ａ２＞Ｂ２の場合は、鋳造品は良品判定Ｃ２として良品保管され、連続鋳造は継続される。
【0048】
さらに、警報発信部３６において、カウントされた警報回数Ｅ２が、予め設定された基準回数Ｄ２と比較して、Ｄ２≦Ｅ２であれば警報発信部３６は異常判定Ｇ２を発信するとともに、連続鋳造作業の停止処置を行う（２段目の判別処理）。
この異常判定Ｇ２とは、これ以上の連続鋳造を継続しても良品が得られる確率が極端に低下したことを示し、射出速度や鋳造圧力等の射出充填の鋳造条件の見直しや、射出スリーブ１１やプランジャチップ１２等を含む射出装置１０の清掃やメンテナンスを行うことを示唆するものである。あるいは、射出装置１０の故障など致命的な機械損失が生じる確率が高く、早期に部品交換などの保全処置が必要であることを示唆するものである。
このように、警報回数をカウントする判別処置により、鋳造品質や射出装置の小さな変化を予測し、計画的に鋳造条件の再調整や射出装置の簡単なメンテナンスを行うことで安定生産を継続できる。また、射出装置の故障等の致命的な機械損失の発生の予測ができ、これにより交換部品の先行手配等の予防管理を確実とする。
ここで、基準回数Ｄ２とは、必要とする予防管理の内容によって基準値Ａ２と組み合わせて設定されることが好ましい。例えば、鋳造品質の安定化を最優先とした場合では、基準値Ａ２は厳しく、基準回数Ｄ２は少なく設定する。
なお、判別部３５の判別結果が、Ｄ２＞Ｅ２の場合は、連続鋳造は継続されるが、鋳造品は要検査として一時保管され、次ショットの判別結果の確認後に改めて品質判定を受けるとする。
この異常判定Ｇ２とは、これ以上の連続鋳造を継続しても良品が得られる確率が極端に低下したことを示し、射出速度や鋳造圧力等の射出充填の鋳造条件の見直しや、射出スリーブ１１やプランジャチップ１２等を含む射出装置１０の清掃やメンテナンスを行うことを示唆するものである。あるいは、射出装置１０の故障など致命的な機械損失が生じる確率が高く、早期に部品交換などの保全処置が必要であることを示唆するものである。
このように、警報回数をカウントする判別処置により、鋳造品質や射出装置の小さな変化を予測し、計画的に鋳造条件の再調整や射出装置の簡単なメンテナンスを行うことで安定生産を継続できる。また、射出装置の故障等の致命的な機械損失の発生の予測ができ、これにより交換部品の先行手配等の予防管理を確実とする。
ここで、基準回数Ｄ２とは、必要とする予防管理の内容によって基準値Ａ２と組み合わせて設定されることが好ましい。例えば、鋳造品質の安定化を最優先とした場合では、基準値Ａ２は厳しく、基準回数Ｄ２は少なく設定する。
なお、判別部３５の判別結果が、Ｄ２＞Ｅ２の場合は、連続鋳造は継続されるが、鋳造品は要検査として一時保管され、次ショットの判別結果の確認後に改めて品質判定を受けるとする。
【0049】
上記以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態に挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
【符号の説明】
【0050】
１ ダイカストマシン
２ 固定金型
３ 可動金型
４ 金型キャビティ
１０ 射出装置
１１ 射出スリーブ
１２ プランジャチップ
１３ プランジャロッド
１４ 油圧シリンダ
１５ 注湯口
２０ 射出制御装置
３０ 摺動抵抗判別装置
３１ 信号入力部
３２ 波形表示部
３３ 検出区間設定部
３４ 演算部
３５ 判別部
３６ 警報発信部
３０１、４０１ 基準値波形
３０２、４０２ 検出区間
３０３、４０３ 実鋳造時波形
３０３ａ、４０３ａ 基準値波形と実鋳造時波形との乖離面積
３０３ｂ、４０３ｂ 実鋳造時波形の最大値
３０３ｃ、４０３ｃ 基準値波形の平均値
２ 固定金型
３ 可動金型
４ 金型キャビティ
１０ 射出装置
１１ 射出スリーブ
１２ プランジャチップ
１３ プランジャロッド
１４ 油圧シリンダ
１５ 注湯口
２０ 射出制御装置
３０ 摺動抵抗判別装置
３１ 信号入力部
３２ 波形表示部
３３ 検出区間設定部
３４ 演算部
３５ 判別部
３６ 警報発信部
３０１、４０１ 基準値波形
３０２、４０２ 検出区間
３０３、４０３ 実鋳造時波形
３０３ａ、４０３ａ 基準値波形と実鋳造時波形との乖離面積
３０３ｂ、４０３ｂ 実鋳造時波形の最大値
３０３ｃ、４０３ｃ 基準値波形の平均値
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】