CN102470435B - 向熔融金属流投入孕育剂的装置、方法及自动浇注机 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够将所需量的孕育剂投入到利用自动浇注机向铸型注入的熔融金属中的孕育剂投入方法、装置以及使用该装置的自动浇注机。孕育剂投入装置(1)与渐进变化的浇注量对应地以规定的比率将孕育剂投入到从自动浇注机(20)向铸型(2)注入的熔融金属中。该装置(1)具备装配于移动台车(6)并收纳孕育剂的料斗(8)、装配于料斗的下端的螺旋输送机(9)、装配在螺旋输送机的基端并驱动螺旋输送机的驱动机构(10)、以及控制驱动机构的驱动器(30)。因被控制器(30)控制而与来自自动浇注机(20)的浇注量对应地经由驱动机构(10)驱动螺旋输送机(9)，将孕育剂从螺旋输送机(9)投入到从自动浇注机(20)向铸型(2)注入的熔融金属中。

Description

向熔融金属流投入孕育剂的装置、方法及自动浇注机

技术领域

本申请主张日本专利申请第2009-159585号(申请日2009年7月6日)以及日本专利申请第2010-110803号(申请日2010年5月13日)的优先权，并通过参考而在本说明书中引用其全部公开事项。

背景技术

本发明涉及用于向熔融金属流投入孕育剂(inoculant)的装置、方法及自动浇注机。

通常情况下，在铸造铸件产品时，当向铸型注入熔融金属时向熔融金属流投入孕育剂、从而调整熔融金属的材质。

具体而言，虽然通过以规定的比率使孕育剂溶解于由自动浇注机浇注的熔融金属，可获得规定硬度的铸件产品，但是很难以规定的比率将孕育剂投入熔融金属，其结果，会产生铸件产品的硬度的偏差增大等的问题。以往，没有能够将孕育剂适当地投入向铸型注入的熔融金属的装置以及方法，因此期望解决这样的问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种能够将需要量的孕育剂投入到利用自动浇注机向铸型注入的熔融金属中的孕育剂投入方法、装置以及使用该装置的自动浇注机。

本发明所涉及的孕育剂投入装置，与渐进变化的浇注量对应地以规定的比率将孕育剂投入到从自动浇注机向铸型注入的熔融金属中。该孕育剂投入装置具备：

移动单元，该移动单元能够沿着浇注生产线移动，其中，该浇注生产线通过将分别内置有铸型的多个砂箱列状配置而形成；

保持单元，该保持单元装配于上述移动单元，保持孕育剂；

输送单元，该输送单元配置在该保持单元的下方，从该保持单元接受应向铸型注入的孕育剂并进行输送；

驱动单元，该驱动单元以驱动该输送单元的方式与该输送单元结合；以及

控制单元，该控制单元对上述驱动单元进行控制，

上述控制单元根据从上述自动浇注机向上述铸型注入的浇注量，经由上述驱动单元驱动上述输送单元，将孕育剂从上述输送单元投入到从上述自动浇注机向上述铸型注入的熔融金属中。

根据本发明的一个实施方式，上述自动浇注机具有浇注浇包，并且上述孕育剂投入装置还具备检测单元，该检测单元检测从上述自动浇注机的上述浇注浇包向上述铸型注入的浇注流量，并产生与该检测流量对应的信号，上述控制单元基于来自上述检测单元的上述信号对上述驱动单元进行控制。

取而代之，也可以构成为，上述孕育剂投入装置还具备负载传感器，该负载传感器检测上述自动浇注机的上述浇注浇包内的熔融金属的重量，并产生表示该检测重量的信号，上述控制单元基于来自上述负载传感器的信号对上述驱动机构进行控制。

在该情况下，优选构成为，上述控制单元具有：

第一运算单元，该第一运算单元基于来自上述负载传感器的上述信号来计算上述浇注浇包内的熔融金属的重量；

第二运算单元，该第二运算单元基于上述第一运算单元的计算结果来计算从上述浇注浇包向上述铸型注入的浇注流量；

投入量决定单元，该投入量决定单元基于上述第二运算单元的计算结果来决定孕育剂的投入量；以及

驱动指示单元，该驱动指示单元基于由上述投入量决定单元决定的投入量来决定上述驱动单元的驱动量，以便上述输送单元被驱动。

在使用上述负载传感器的情况下，也可以构成为，该负载传感器设置于上述浇注浇包的下方，上述控制单元基于来自上述负载传感器的上述信号对上述浇注浇包进行控制，并且对上述孕育剂投入装置进行控制，以便与从上述浇注浇包向上述铸型注入的浇注量对应地以规定的比率投入孕育剂。

另外，在本发明所涉及的孕育剂投入方法中，利用孕育剂投入装置将孕育剂投入到从自动浇注机向铸型注入的熔融金属中，上述孕育剂投入装置具备：保持单元，该保持单元装配于沿着浇注生产线移动的移动单元并保持孕育剂；输送单元，该输送单元配置在该保持单元的下方，从该保持单元接受应向铸型注入的孕育剂并进行输送；驱动单元，该驱动单元以驱动该输送单元的方式与该输送单元结合；以及控制单元，该控制单元对上述驱动单元进行控制。在该方法中，上述控制单元对上述驱动单元进行控制，以便与渐进变化的浇注量对应地以规定的比率将孕育剂经由上述输送单元投入到从自动浇注机向铸型注入的熔融金属中。

根据本发明，由于与渐进变化的浇注量对应地以规定的比率将孕育剂投入到从自动浇注机向铸型注入的熔融金属中，从而能够将孕育剂的投入量抑制为相对于熔融金属最适量，因此能够实现有助于铸件的成本降低的效果，并且起到能够减少因硬度的偏差引起不良铸件的产生的优异的效果。

包含于说明书的一部分且构成该说明书的一部分的附图，示意性地表示本发明的优选实施方式，起到对上述一般的说明以及以下的优选实施方式进行详细说明并且对本发明的主旨进行说明的作用。

附图说明

图1是表示应用了本发明的向熔融金属投入孕育剂的孕育剂投入装置的一个实施例的俯视图。

图2是将图1所示的孕育剂投入装置的左侧面放大、并将一部分断裂表示的图。

图3是将图1所示的孕育剂投入装置放大后的主视图。

图4是表示本发明的孕育剂投入装置的控制器的一个例子的框图。

图5是与图4同样的图，且是表示控制器的其他例子的框图。

具体实施方式

以下，使用图1～图3对应用了本发明的向熔融金属投入孕育剂的孕育剂投入装置1、使用了该孕育剂投入装置1的自动浇注机20、以及向熔融金属投入孕育剂的方法进行说明。如图1所示，孕育剂投入装置1是以规定的比率将孕育剂投入到向铸型2注入的熔融金属的装置，并且以能够沿着浇注生产线4往复移动的方式配置在沿着浇注生产线4铺设的轨道5上，其中，浇注生产线4通过将内置有铸型2的砂箱3列状配置而形成。

并且，如图2以及图3所示，孕育剂投入装置1具备：料斗(hopper)8，其经由支承部件15装配在控制盘7上、并收纳保持孕育剂，其中，控制盘7搭载于在轨道5上移动的移动台车6上；螺旋输送机9，其为了从该料斗接受孕育剂而装配在料斗8的下端；驱动机构10，其装配在螺旋输送机的基端，驱动螺旋输送机9以输送该螺旋输送机所接受到的孕育剂；以及滑槽11，其装配在螺旋输送机9的前端，借助该滑槽11投入孕育剂。在控制盘7设置有对驱动机构10等各种装置进行控制的控制器30。

另外，如图2所示，在移动台车6上搭载有自动浇注机主体12。该自动浇注机主体12具有能够倾斜的浇注浇包13、以及为了检测该浇注浇包13内的熔融金属量而设置于浇注浇包13的下方的负载传感器(load cell)14。该自动浇注机主体12与孕育剂投入装置1共同构成向铸型2注入熔融金属的自动浇注机20。

另外，设置于控制盘7的控制器30根据来自检测自动浇注机20的浇注浇包13内的熔融金属的重量的负载传感器14的信号，来对驱动机构10进行控制。具体而言，如图4所示，控制器30具有：投入开始指示单元31，其根据投入开始命令对孕育剂的投入开始进行指示；变换器驱动指示单元35，其对向驱动机构10的驱动马达10a施加所需的交流电压的操作进行指示；第一运算单元32，其根据负载传感器14的检测值来计算浇注浇包13内的熔融金属的重量；第二运算单元33，其基于来自第一运算单元32的表示计算重量值的信号、并根据浇注浇包13内的熔融金属重量的变化来计算从浇注浇包13向铸型2注入的浇注流量；以及投入量指示单元34，其根据来自第二运算单元33的表示计算浇注流量值的信号来决定与浇注流量对应的孕育剂的投入量、并且向变换器驱动指示单元35指示该已决定的应该投入的孕育剂量。该变换器驱动指示单元35根据表示由投入量指示单元34决定的投入量的信号来决定驱动螺旋输送机9的驱动机构10的驱动量、并根据对应的指示信号来控制驱动马达10a。

在该控制器30中，根据投入开始指令与来自负载传感器14的信号，首先计算熔融金属重量、其次计算浇注流量、接下来决定孕育剂的投入量，从而根据该已决定的投入量对驱动机构10的驱动马达10a进行控制。

另外，在本实施方式中，该自动浇注机20的控制器30构成为，也根据来自负载传感器14的信号对浇注浇包13进行控制。具体而言，控制器30通过一边监视由第二运算单元33计算出的浇注容量、一边控制浇注浇包13的未图示的驱动马达等，从而对浇注浇包13的倾动速度以及倾动位置进行控制。由此，控制器30能够进行控制以使得向铸型注入的浇注量更加适当。取而代之，也可以构成为，不同于控制器30而另行设置用于控制浇注浇包13的倾动速度以及倾动位置的另一个控制器。但是，若如此处说明的那样，单独的控制器30兼顾进行浇注浇包13的控制以及螺旋输送机9的驱动机构10的控制，则优选能够以简单的结构来实现浇注量以及孕育剂的投入量的高精确度的控制。

如以上那样构成的孕育剂投入装置1，在控制盘7的控制器30的控制下，一边利用负载传感器14检测/测量浇注量，一边从自动浇注机主体12的浇注浇包13向铸型2进行浇注，并在控制装置7的管理下，一边控制驱动机构10的驱动马达10a的转速以及旋转时间，一边驱动螺旋输送机9、从而与渐进变化的浇注量对应地以规定的比率将孕育剂从螺旋输送机9的滑槽11投入到已注入铸型2的熔融金属16。即，控制器30通过与来自自动浇注机主体12的浇注浇包13的浇注量对应地经由驱动机构10驱动螺旋输送机9，从而将适量的孕育剂投入熔融金属。

在本实施方式的孕育剂投入装置1以及使用该孕育剂投入装置1的孕育剂投入方法中，具备料斗8、螺旋输送机9、驱动机构10以及控制器30，因被控制器30控制而与来自自动浇注机主体12的浇注浇包13的浇注量对应地经由驱动机构10驱动螺旋输送机9，从而将孕育剂从螺旋输送机9投入到从自动浇注机主体12的浇注浇包13向铸型2注入的熔融金属16中。由此，能够与渐进变化的浇注量对应地以规定的比率将孕育剂投入到从自动浇注机向铸型注入的熔融金属中，从而能够将孕育剂的投入量抑制为相对于熔融金属最适量，因此可实现有助于铸件的成本降低的效果，此外，还可实现减少因硬度的偏差引起不良铸件的产生的效果。

并且，该孕育剂投入装置1构成为，控制器30根据来自检测浇注浇包13内的熔融金属的重量的负载传感器的信号对驱动机构10进行控制，从而能够以简单的结构实现孕育剂投入的自动化、并能够投入与渐进变化的浇注量适当对应的比率的孕育剂。另外，在本实施方式中，控制器30具备上述的投入开始指示单元31、计算熔融金属的重量的第一运算单元32、计算熔融金属的浇注量的第二运算单元33、具有决定投入量的功能的投入量指示单元34、以及具有决定驱动机构10的驱动量的功能的变换器驱动指示单元35，从而能够以简单的结构实现孕育剂投入的自动化、并能够投入与渐进变化的浇注量适当对应的比率的孕育剂。

此外，具备该孕育剂投入装置1的自动浇注机20具备浇注浇包13以及负载传感器14，控制器30根据来自负载传感器14的信号对浇注浇包13进行控制，并且与来自浇注浇包13的浇注量对应地以规定的比率投入孕育剂，利用该结构能够以更为简单的结构实现浇注的自动化以及该浇注所投入的孕育剂的投入的自动化、并能够投入与渐进变化的浇注量适当对应的比率的孕育剂，从而实现进一步减少不良铸件的产生。

另外，在上述的实施例中，在孕育剂投入装置1的控制器中使用了图4所示的控制器30，但是本发明并不局限于此。也可以使用例如图5所示的控制器40来替代图4所示的控制器30。在该控制器40中，替代图4所示的控制器30的负载传感器14、第一运算单元32以及第二运算单元33而设置有检测来自浇注浇包13的浇注流量的流量检测器41。该流量检测器41例如可以是作为摄像装置的摄像机。将该摄像机配置在浇注浇包13的侧方或者前方、并且对浇注的落下位置以及熔融金属从浇口流出时的宽度等进行摄像并测量，从而检测浇注流量。控制单元40的其他结构与以图4的控制器30进行说明的结构相同，具备投入开始指示单元31、投入量指示单元34以及变换器驱动指示单元35。该控制器40的投入量指示单元34，根据来自流量检测器41的表示检测出的浇注流量的信号来决定与浇注流量对应的孕育剂的投入量，并且向变换器驱动指示单元35指示该已决定的应该投入的孕育剂量。构成为具备图5所示的控制器40的孕育剂投入装置1，通过根据来自检测从浇注浇包向铸型注入的熔融金属的流量的流量检测器41的信号来控制驱动机构10，能够以简单的结构实现孕育剂投入的自动化、并能够投入与渐进变化的浇注量适当对应的比率的孕育剂，能够将孕育剂的投入量抑制为相对于熔融金属最适量，因此可实现有助于铸件的成本降低的效果，此外，还可实现减少因硬度的偏差引起不良铸件的产生的效果。

对于本发明的几个实施例进行了说明。尽管如此，希望理解为，不脱离本发明的主旨以及目的而能够得到各种各样的变更例、变形例、替代例。例如，沿着浇注生产线4移动的单元、保持孕育剂的单元以及输送孕育剂的单元并不局限于为了说明上的方便而例示的形状的移动台车6、料斗8以及具有滑槽11的螺旋输送机9。附上的权利要求的意图为，还包括将以上部件置换为等效部件的结构。

符号说明：

1…孕育剂投入装置；6…移动台车(移动单元)；8…料斗(保持单元)；9…螺旋输送机(输送单元)；10…驱动机构(驱动单元)；12…自动浇注机主体；14…负载传感器；20…自动浇注机；30、40…控制器(控制单元)；32…第一运算单元；33…第二运算单元；35…变换器驱动指示单元(驱动指示单元)；41…流量检测器(检测单元)。

Claims (3)

1.一种孕育剂投入装置，该孕育剂投入装置与渐进变化的浇注量对应地以规定的比率将孕育剂投入到从自动浇注机向铸型注入的熔融金属中， 

该孕育剂投入装置的特征在于， 

该孕育剂投入装置具备： 

移动单元，该移动单元能够沿着浇注生产线移动，其中，该浇注生产线通过将分别内置有铸型的多个砂箱列状配置而形成； 

保持单元，该保持单元装配于所述移动单元，保持孕育剂； 

输送单元，该输送单元配置在该保持单元的下方，从该保持单元接受应向铸型注入的孕育剂并进行输送； 

驱动单元，该驱动单元以驱动该输送单元的方式与该输送单元结合；以及 

控制单元，该控制单元对所述驱动单元进行控制， 

所述自动浇注机具有浇注浇包，并且， 

所述孕育剂投入装置还具备检测单元，该检测单元检测从所述自动浇注机的所述浇注浇包向所述铸型注入的浇注流量，并产生与该检测流量对应的信号， 

所述控制单元基于来自所述检测单元的所述信号对所述驱动单元进行控制， 

所述孕育剂投入装置还具备负载传感器，该负载传感器检测所述自动浇注机的所述浇注浇包内的熔融金属的重量，并产生表示该检测重量的信号， 

所述控制单元基于来自所述负载传感器的信号对所述驱动单元进行控制， 

所述控制单元具有： 

第一运算单元，该第一运算单元基于来自所述负载传感器的所述信号来计算所述浇注浇包内的熔融金属的重量； 

第二运算单元，该第二运算单元基于所述第一运算单元的计算结果来计算从所述浇注浇包向所述铸型注入的浇注流量； 

投入量决定单元，该投入量决定单元基于所述第二运算单元的计算结果来决定孕育剂的投入量；以及 

驱动指示单元，该驱动指示单元基于由所述投入量决定单元决定的投入量来决定所述驱动单元的驱动量，以便所述输送单元被驱动， 

所述控制单元根据从所述自动浇注机向所述铸型注入的浇注量，经由所述驱动单元驱动所述输送单元，将孕育剂从所述输送单元投入到从所述自动浇注机向所述铸型注入的熔融金属中。 

2.一种自动浇注机，该自动浇注机具备权利要求1所述的孕育剂投入装置， 

该自动浇注机的特征在于， 

所述负载传感器设置于所述浇注浇包的下方， 

所述控制单元基于来自所述负载传感器的所述信号对所述浇注浇包进行控制，并且对所述孕育剂投入装置进行控制，以便与从所述浇注浇包向所述铸型注入的浇注量对应地以规定的比率投入孕育剂。 

3.一种孕育剂投入方法，该孕育剂投入方法利用孕育剂投入装置将孕育剂投入到从自动浇注机向铸型注入的熔融金属中，所述孕育剂投入装置具备：保持单元，该保持单元装配于能够沿着浇注生产线移动的移动单元并保持孕育剂，其中，所述浇注生产线通过将分别内置有铸型的多个砂箱列状配置而形成；输送单元，该输送单元配置在该保持单元的下方，从该保持单元接受孕育剂并进行输送；驱动单元，该驱动单元以驱动该输送单元的方式与该输送单元结合；以及控制单元，该控制单元对所述驱动单元进行控制， 

该孕育剂投入方法的特征在于， 

所述自动浇注机具有浇注浇包，并且， 

所述孕育剂投入装置还具备检测单元，该检测单元检测从所述自动浇注机的所述浇注浇包向所述铸型注入的浇注流量，并产生与该检测流量对应的信号， 

所述控制单元基于来自所述检测单元的所述信号对所述驱动单元进行控制， 

所述孕育剂投入装置还具备负载传感器，该负载传感器检测所述自动浇注机的所述浇注浇包内的熔融金属的重量，并产生表示该检测重量的信号， 

所述控制单元基于来自所述负载传感器的信号对所述驱动单元进行控制， 

所述控制单元具有： 

第一运算单元，该第一运算单元基于来自所述负载传感器的所述信号来计算所述浇注浇包内的熔融金属的重量； 

第二运算单元，该第二运算单元基于所述第一运算单元的计算结果 来计算从所述浇注浇包向所述铸型注入的浇注流量； 

投入量决定单元，该投入量决定单元基于所述第二运算单元的计算结果来决定孕育剂的投入量；以及 

驱动指示单元，该驱动指示单元基于由所述投入量决定单元决定的投入量来决定所述驱动单元的驱动量，以便所述输送单元被驱动，

所述控制单元对所述驱动单元进行控制，以便与渐进变化的浇注量对应地以规定的比率将孕育剂经由所述输送单元投入到从自动浇注机向铸型注入的熔融金属中。 

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