CN104936726B - 试件采集方法、试件数据管理方法以及试件模型 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铸造技术领域，提供试件采集方法、试件数据管理方法以及试件模型，安全且能够以浇注浇包单位可靠地采集熔融金属作为试件并且优化成品率。一实施方式的试件采集方法，采集将浇包内的熔融金属向铸型内浇注的自动浇注装置中的浇包内的熔融金属作为试件，该试件采集方法具有：以浇包单位向形成于铸型的上表面的试件型腔浇注熔融金属的工序；以及在浇注于试件型腔的熔融金属冷却而成为试件后将试件从同试件一起输送的铸型中取出从而采集的工序。

Description

试件采集方法、试件数据管理方法以及试件模型

技术领域

本发明涉及在铸造工厂中为了进行对向铸型浇注的熔融金属的材质管理而采集向该铸型浇注的熔融金属、即浇包内的熔融金属作为试件的方法。并且涉及该采集的试件的数据管理方法，进而涉及制作铸造该试件的试件型腔的试件模型。

背景技术

以往，在制造铸物制品的铸造工厂中，当向铸型浇注熔融金属时，为了检查熔融金属的材质·物理特性，采集熔融金属作为试件，并对熔融金属的材质进行维持管理。用于进行该材质管理的熔融金属的试件采集，通常在浇注作业中由作业者利用舀勺、采集工具舀取熔融金属(例如，参照专利文献1)。另外，作为其他的熔融金属的试件采集方法，存在在向铸型内浇注的同时浇注与该铸型内的制品或铸造方案连续的试件，在熔融金属凝固后采集上述试件并切断来进行断面检查的方法(例如，参照专利文献2)。

专利文献1：日本实开平2-16058号公报

专利文献2：日本特开平3-42172号公报

但是，在浇注作业中，在作业者通过舀勺、采集夹具舀取熔融金属的试件采集方法中，作业者必须在高温熔融金属的附近作业，存在作业本身危险的问题。进而，由于为人工作业，因此存在忘记采集试件的问题。另外，在向铸型内浇注的同时浇注与该铸型内的制品或铸造方案连续的试件，并在熔融金属的凝固后采集该试件进行切断来进行断面检查的方法中，由于在所有铸型中制作试件，因此存在成品率较差的问题。

发明内容

因此，在本技术领域中，期望提供一种安全且能够以浇注浇包单位可靠地采集熔融金属作为试件并且优化成品率的向铸型浇注的熔融金属的试件采集方法。并且期望提供一种向该铸型浇注的熔融金属的试件数据管理方法。进而，期望提供一种制作铸造该试件的试件型腔的试件模型。

本发明的一方面所涉及的向铸型浇注的熔融金属的试件采集方法，采集将浇包内的熔融金属向铸型内浇注的自动浇注装置中的浇包内的熔融金属作为试件，该试件采集方法具有：以浇包单位向形成于铸型的上表面的试件型腔浇注熔融金属的工序；以及在浇注于试件型腔的熔融金属冷却而成为试件后，将试件从同试件一起被输送的铸型中取出从而采集的工序。

在一方式中，也可以形成为，在取出试件从而采集的工序中，在浇注于试件型腔的熔融金属冷却而成为试件后，且在同试件一起被输送的铸型搬入至落砂装置内前，从铸型中取出试件从而采集。

在一方式中，也可以形成为，当浇包内的剩余的熔融金属的重量成为预先设定的设定重量值以下时，进行以浇包单位向形成于铸型的上表面的试件型腔浇注熔融金属的工序。

在一方式中，也可以形成为，试件采集方法还具有在从铸型中取出试件从而采集的工序之前检测输送的铸型的试件的有无的工序。

本发明的另一方面所涉及的试件数据管理方法，是通过上述的试件采集方法采集到的试件的数据管理方法，其中，当以浇包单位向形成于铸型的上表面的试件型腔浇注熔融金属时，在规定的时刻，收集与试件的浇注相关的试件浇注信息、与铸型的造型相关的造型信息、与自动浇注装置相关的浇注信息、与熔融金属相关的熔化信息，并将该试件浇注信息、造型信息、浇注信息以及熔化信息相互建立关联地存储。

本发明的另一方面所涉及的试件模型形成制造在上述的试件采集方法中使用的试件的试件型腔。本试件模型可以固定于铸型造型机的压实部件。另外，本试件模型可以呈四棱柱或者圆柱的形状。

根据本发明的各方面以及各方式，可提供安全并且能够以浇注浇包单位可靠地采集熔融金属作为试件并且能够优化成品率的向铸型浇注的熔融金属的试件采集方法、试件数据管理方法以及试件模型。

附图说明

图1为表示一实施方式的试件采集方法的俯视图。

图2为图1中的A-A向视图。

图3为表示铸型的详细情况的图，(a)为俯视图，(b)为主视图。

图4为表示比图1更大范围的俯视图。

图5为用于对一实施方式的试件采集方法中的控制进行说明的框图。

图6为表示在刚刚造型上铸型之后的铸型造型机内的一部分的概要图。

具体实施方式

以下，基于附图对于本发明的实施的方式进行详细说明。在本实施方式中，将一实施方式的试件采集方法应用于向由带有水平分型箱的铸型造型机造型的铸型进行的浇注来进行说明。图1为表示一实施方式的试件采集方法的俯视图。图2为图1的A-A向视图。此外，为了方便说明，将后述的铸型M的输送方向设为Y方向、铅垂方向设为Z方向、与Y方向以及Z方向垂直的方向设为X方向来进行说明。如图1所示，在本实施方式中，多个铸型M以连续的铸型群的状态被输送。

此外，在该铸型M的外侧配设有自动浇注装置1。在此，对于该自动浇注装置1进行说明。在上述铸型M的外侧的地面配设有导轨2，在该导轨2上载置有能够沿上述铸型M的行进方向(图1中的箭头Y1方向)与其相反方向移动、即能够沿Y方向移动的行走台车3。此外，该行走台车3通过使行走驱动马达3a工作而在导轨2上行走。

此外，在该行走台车3上设置有能够将后述的浇包9沿与上述铸型M的行进方向正交的X方向移动的前后移动台车4(参照图2)。此外，该前后移动台车4通过使前后驱动马达4a工作而沿X方向移动。此外，在该前后移动台车4上立起设置有使上述浇包9沿Z方向升降的升降单元5。此外，上述浇包9通过使该升降单元5的升降驱动马达5a工作而沿Z方向升降。

此外，在该升降单元5以能够升降的方式装配有内置倾转轴(未图示)的倾转轴单元6(参照图2)，在该倾转轴单元6的前端以能够倾转的方式连结有倾转框体7。此外，在该倾转轴单元6装配有倾转驱动马达8，通过使该倾转驱动马达8工作，使得该倾转框体7以倾转轴线T为中心倾转。使上述浇包9倾转的浇包倾转单元由该倾转轴单元6、倾转框体7以及倾转驱动马达8构成。

此外，在上述倾转框体7以能够装卸的方式固定有上述浇包9。另外，在上述行走台车3的一端上部立起设置有自动浇注装置1的控制装置10。此外，在上述行走台车3装配有作为重量测量单元的负载传感器(未图示)。

另外，图3中示出以连续的铸型群的状态输送的铸型M的详细情况。图3的(a)为铸型M的俯视图，图3的(b)为铸型M的主视图。如图3所示，该铸型M由上铸型M1与下铸型M2构成，该上铸型M1以及下铸型M2分别由上型箱W1以及下型箱W2保持。此外，该铸型M被载置于平台J进行输送。

如图3的(b)所示，在铸型M形成有用于形成制品的作为中空部分的制品型腔Mc。另外，在上述上铸型M1的上表面形成有浇注用于制作试件的熔融金属的试件型腔Ma。此外，符号Mb为与制品型腔Mc连通的浇口。在上铸型M1中，试件型腔Ma与浇口Mb形成在上铸型M1的不同位置。另外，试件型腔Ma相对于制品型腔Mc不连续。

此外，上述试件型腔Ma在上铸型M1的造型时形成。以下，参照图6对试件型腔Ma的形成方法进行详细叙述。图6为示出刚刚造型上铸型M1之后的铸型造型机(带有水平分型箱的铸型造型机)内的一部分的概要图。如图6所示，在铸型造型机设置有对填充于上型箱W1内的铸物砂进行压实的平板状的压实部件SB。压实部件SB与未图示的升降缸体连结。在压实部件SB的下面固定试件模型SM。试件模型SM的形状在本实施方式中为四棱柱。在对上铸型M1造型时，利用上述未图示的升降缸体的工作使压实部件SB下降，使得填充于上型箱W1内的铸物砂被压实(压缩)。当该压实完成后，在上铸型M1的上表面形成与试件模型SM的形状对应的试件型腔Ma。

另外，图4为表示比图1更大范围的俯视图，示出铸造系统的整体结构。如图4所示，上述的以连续的铸型群的状态输送的铸型M从配设在一端的带有水平分型箱的铸型造型机11被搬出，并向配设在另一端的落砂装置12搬入。此外，铸型M在该带有水平分型箱的铸型造型机11到该落砂装置12之间连续存在，但在图4中省略铸型M的部分图示。

此外，在该落砂装置12的近前(上游侧)的外侧配设有在铸型M向落砂装置12内搬入前，从该铸型M取出试件的试件取出装置13。其中，符号14为铸造系统整体的控制装置，符号R为浇注区域，即表示上述自动浇注装置1中的行走台车3的能够移动的范围。

对于如此构成的装置的工作进行说明。首先，利用未图示的铸型输送单元将铸型M的铸型群以1间距量(1铸型量)沿箭头Y1的方向间断输送。由此，带浇注的铸型M被输送至自动浇注装置1的浇包9的正面。

接下来，自动浇注装置1使浇包9向浇注熔融金属的方向倾转，将浇包9内的熔融金属向规定的铸型M浇注。此外，熔融金属从铸型M的浇口Mb向制品型腔Mc浇注。此时，自动浇注装置1不只使倾转驱动马达8工作，还使前后驱动马达4a以及升降驱动马达5a同时工作。接下来，一旦向该铸型M浇注的重量达到设定重量，自动浇注装置1便使倾转驱动马达8反转工作，使浇包9向切断熔融金属的浇注的方向倾转，由此浇注被切断完成浇注。

随后，如上所述，使铸型M以1间距量间断输送，向随后的铸型M的制品型腔Mc浇注熔融金属。如此一来，依次向被间断输送的铸型M分别浇注熔融金属。

另外，在一实施方式的试件采集方法中，向由自动浇注装置1输送的且作为铸型群输送的多个铸型M之中的至少一部分的铸型M的试件型腔Ma浇注熔融金属。在向上述各个铸型M浇注的期间，以浇包单位进行对于铸型M的试件型腔Ma的浇注。此外，在一实施方式的试件采集方法中，以浇包单位向试件型腔Ma浇注熔融金属是指每当更换浇包9时或者每当向空的浇包9补充规定量的熔融金属时向试件型腔Ma浇注熔融金属。即，在一实施方式的试件采集方法中，浇包9内的熔融金属向至少一个铸型M的试件型腔Ma浇注。

在一实施方式中，可以在由自动浇注装置1进行规定次数向铸型M的浇注后，当浇包9内的剩余的熔融金属的重量成为预先设定的设定重量值(后述的试件浇注开始重量设定值)以下时，向规定的上铸型M1的试件型腔Ma浇注熔融金属。

对此进行详细叙述。在该情况下，预先设定浇包9内的熔融金属的设定重量值。然后，如果重复由浇包9进行的浇注，则该浇包9内的熔融金属的重量逐渐减少。当结束数次的浇注后，该浇包9内的熔融金属的重量将成为该设定重量值以下。一旦达到设定重量以下，则在向随后的铸型M的浇口Mb浇注前，向该规定的上铸型M1的试件型腔Ma浇注熔融金属。如此一来，实际针对每个浇包9得到试件。此外，自动浇注装置1可以在浇包9内的熔融金属的重量达到设定重量值以下时只向试件型腔Ma进行一次浇注，也可以在浇包9内的熔融金属的重量达到设定重量值以下后向试件型腔Ma进行多次浇注。另外，与向铸型M的浇口Mb浇注的情况相同，在向该试件型腔Ma浇注的情况下，也使浇包9倾转来进行浇注。

图4中，浇口Mb以及试件型腔Ma涂黑的部位表示从浇包9内浇注熔融金属。符号S表示浇注的试件。当向试件型腔Ma浇注的熔融金属冷却而成为试件S后，在同该试件S一起被输送的铸型M搬入落砂装置12内前，从同该试件S一起被输送的铸型M中取出该试件S从而采集。

详细而言，在一实施方式中，当同试件S一起被输送的铸型M位于向落砂装置12内搬入的近前(1铸型量近前)的位置时，通过试件取出装置13从铸型M取出该试件S从而采集。此外，由铸型群的间断输送而被搬入至落砂装置12内的铸型M，通过该落砂装置12使上·下铸型M1、M2(含制品)从上·下型箱W1、W2脱出。然后，将该上·下型箱W1、W2以及上·下铸型M1、M2分别向后续工序(未图示)输送。

接下来，对于上述的试件采集的控制进行详细说明。图5为该控制的框图，符号10为自动浇注装置1的控制装置。控制装置10例如以含有CPU、ROM、RAM的计算机为主体构成，用于实现规定的功能的计算机程序被存储于ROM等中。此外，使CPU、RAM上读取上述的计算机程序，在CPU的控制之下进行动作，由此实现后述的功能。此外，在一实施方式中，可以通过电路实现控制装置10的各功能。

在控制装置10设置有设定值存储单元15、浇注指示单元16、数据收纳·收集位置收纳指示单元17、浇注信息存储单元18。

另外，符号14为铸造系统的控制装置。控制装置14例如以含有CPU、ROM、RAM的计算机为主体构成，用于实现规定的功能的计算机程序被存储于ROM等。此外，使CPU、RAM上读取上述的计算机程序，在CPU的控制之下进行动作，由此实现后述的功能。此外，在一实施方式中，可以通过电路实现控制装置14的各功能。

在控制装置14设置有试件取出单元19与试件数据收集单元20。另外，控制装置10以及控制装置14彼此被电连接。在控制装置10电连接有自动浇注装置1。在控制装置14电连接有位置检测器21、试件取出装置13、造型生产线数据送出装置22以及熔融金属输送装置数据送出装置23。

另外，在上述试件取出单元19设置有铸型移动装置24、试件浇注信息存储单元25、试件检测指示单元26以及试件取出指示单元27。此外，在上述试件数据收集单元20设置有造型信息收集单元28、浇注信息收集单元29、熔化信息收集单元30以及试件数据存储单元31。

此外，在上述设定值存储单元15存储有试件浇注开始重量设定值以及试件浇注重量。另外，在上述浇注信息存储单元18存储有与自动浇注装置1相关的浇注信息。作为与该自动浇注装置1相关的浇注信息，例如举出浇注重量、浇注数、浇注温度等。

对于如此构成的装置的控制的工作进行说明。如上所述，铸型M的铸型群被彼此间隔1间距量(1铸型量)地沿箭头Y1的方向间断输送。该铸型M的输送位置由位置检测器21检测。此外，铸型移动装置24根据铸型M的动作进行移动。此外，对于从带有水平分型箱的铸型造型机11到落砂装置12之间连续存在的铸型M分别预先标注铸型M的标号。此外，如上所述，铸型移动装置24根据铸型M的动作进行移动，由此能够把握哪个铸型M处于哪个位置。

此外，当重复由浇包9进行的对于铸型M的制品型腔Mc的浇注时，该浇包9内的熔融金属的重量逐渐减少。此时，通过负载传感器(未图示)测量浇包9内的熔融金属的重量。此外，一旦结束数次的浇注，且该浇包9内的熔融金属的重量成为存储于设定值存储单元15的试件浇注开始重量设定值以下后，通过浇注指示单元16对自动浇注装置1指示进行对于试件型腔Ma的浇注。

此外，对于该试件型腔Ma的浇注将浇注存储于设定值存储单元15的试件浇注重量。当向该试件型腔Ma浇注时，在规定的时刻收集与试件的浇注相关的试件浇注信息，并存储于试件浇注信息存储单元25。与该试件的浇注相关的试件浇注信息例如是指用于识别试件的信息，具体地说可举出试件编号、试件浇注时刻、浇包编号等。

进而，当向该试件型腔Ma浇注时，在规定的时刻，收集与铸型M的造型相关的造型信息、与自动浇注装置1相关的浇注信息、与熔融金属相关的熔化信息。该收集通过数据收纳·收集位置收纳指示单元17在试件数据收集单元20中形成指示来执行。造型信息收集单元28收集从造型生产线数据送出装置22发送来的、与上述铸型M的造型相关的造型信息。作为与该铸型M的造型相关的造型信息，例如可举出造型时刻、计划浇注材质、制品编号等。

另外，浇注信息收集单元29从浇注信息存储单元18读取并收集与上述自动浇注装置1相关的浇注信息。并且熔化信息收集单元30收集从熔融金属输送装置数据送出装置23发送来的、与上述熔融金属相关的熔化信息。作为与该熔融金属相关的熔化信息，例如可举出出铁时刻、出铁温度、合金添加量等。此外，该收集的上述信息、即上述试件浇注信息、上述造型信息、上述浇注信息以及上述熔化信息被相互建立关联地存储，并作为采集的试件的数据统一管理。

此外，在从铸型M取出试件从而采集前，对输送的铸型M中的试件的有无进行检测。该铸型M中的试件的有无通过试件检测指示单元26进行检测。此外，一旦含有试件的铸型M到达向落砂装置12内搬入的近前(1铸型量近前)的位置后，该试件检测指示单元26便向试件取出指示单元27发出指令。然后，该试件取出指示单元27向试件取出装置13发送指令使得该试件取出装置13工作。然后通过该试件取出装置13从铸型M取出该试件从而采集。此外，在从随后的铸型M取出试件之前，对该采集到的试件记载试件编号，以便以后能够使用该试件与进行各种试验的结果进行比对。

在以上说明的一实施方式的试件采集方法中，由于由自动浇注装置1中的浇包9向试件型腔Ma浇注熔融金属，因此具有不存在人为的危险作业的效果。另外，由于由该浇包9对试件型腔Ma进行浇注而非人为作业，因此不会忘记向该试件型腔Ma进行浇注。因此，具有能够以浇注浇包单位可靠地采集熔融金属作为试件的效果。进而，在本发明中，由于以浇包单位向形成于铸型M的上表面的试件型腔Ma浇注熔融金属，因此无需对所有铸型制作试件。因此，能够大幅削减制作的试件的数量，具有能够优化成品率的效果。

另外，在上述的实施方式中，在由自动浇注装置1对铸型M进行规定次数的浇注后，在浇包9内的剩余的熔融金属的重量成为预先设定的设定重量值以下时，进行以浇包单位向形成于铸型M的上表面的试件型腔Ma浇注熔融金属的工序。根据本方式，具有能够以浇包单位可靠地得到试件，且容易以该浇包单位管理熔融金属的效果。另外，当向试件型腔Ma进行浇注时，还具有能够防止形成浇包9内的剩余的熔融金属不足的状态的效果。不过，对于试件型腔Ma的浇注，并不局限于浇包9内的熔融金属的重量成为设定重量值以下时进行，例如可以在以浇包单位由自动浇注装置1进行预先设定的向铸型M的浇注后，对随后的铸型M的试件型腔Ma浇注熔融金属。此外，在一实施方式中，自动浇注装置1并不局限于上述的倾转轴单元6的倾转方式，也可以使用限位方式等与倾转方式不同的方式来对铸型M浇注。另外，浇包的形状也可以为桶形状、扇形状其他形状。进而，在一实施方式中，还可以具有能够沿铸型的方向移动的行走台车3。

进而，在上述的实施方式中，当以浇包单位向形成于铸型M的上表面的试件型腔Ma浇注熔融金属时，在规定的时刻收集与试件的浇注相关的试件浇注信息、与铸型M的造型相关的造型信息、与自动浇注装置1相关的浇注信息、与熔融金属相关的熔化信息，将该试件浇注信息、造型信息、浇注信息以及熔化信息作为采集的试件的数据进行一元化。通过采用本方式的试件数据管理方法，具有追踪性提高的优点。此外，一实施方式的试件模型SM能够形成用于铸造在向上述的铸型M浇注的熔融金属的试件采集方法中使用的试件S的试件型腔Ma。该试件模型SM被固定于铸型造型机中的压实部件SB。因此，当由铸型造型机对上铸型M1造型时，能够在该上铸型M1的上表面形成试件型腔Ma。因此，具有能够高效地形成该试件型腔Ma的优点。此外，该试件模型SM的形状呈四棱柱或者圆柱。通过形成这样的形状能够立即用于材料试验等。

此外，在本发明的实施方式中，利用试件检测指示单元26检测输送的铸型M的试件的有无，但并不局限于此，也可以利用传感器(例如，摄像机)对该输送的铸型M的试件的有无进行检测。

另外，在本发明的实施方式中，由试件取出装置13从铸型M中取出试件来采集，但并不局限于此，也可以不使用试件取出装置13，而人为从铸型M取出试件从而采集。

其中，符号说明如下：

1：自动浇注装置；9：浇包；12：落砂装置；M：铸型；Ma：试件型腔；S：试件；SB：压实部件；SM：试件模型。

Claims (8)

1.一种试件采集方法，采集将浇包内的熔融金属向铸型内浇注的自动浇注装置中的所述浇包内的熔融金属作为试件，

所述试件采集方法的特征在于，

所述试件采集方法具有下述工序：

以所述浇包单位向形成于所述铸型的上表面的试件型腔浇注熔融金属的工序；以及

在浇注于所述试件型腔的熔融金属冷却而成为所述试件后，将所述试件从同所述试件一起被输送的所述铸型中取出从而采集的工序。

2.根据权利要求1所述的试件采集方法，其特征在于，

在取出所述试件从而采集的工序中，在浇注于所述试件型腔的熔融金属冷却而成为所述试件后，且在同所述试件一起被输送的所述铸型搬入至落砂装置内前，从所述铸型中取出所述试件从而采集。

3.根据权利要求1或2所述的试件采集方法，其特征在于，

当所述浇包内的剩余的熔融金属的重量成为预先设定的设定重量值以下时，进行以所述浇包单位向形成于所述铸型的上表面的试件型腔浇注熔融金属的工序。

4.根据权利要求1或2所述的试件采集方法，其特征在于，

所述试件采集方法还具有在从所述铸型中取出所述试件从而采集的工序之前检测输送的所述铸型的所述试件的有无的工序。

5.一种试件的数据管理方法，是通过权利要求1或者2所述的试件采集方法采集到的试件的数据管理方法，其特征在于，

当以所述浇包单位向形成于所述铸型的上表面的试件型腔浇注熔融金属时，在规定的时刻，收集与所述试件的浇注相关的试件浇注信息、与所述铸型的造型相关的造型信息、与所述自动浇注装置相关的浇注信息、与所述熔融金属相关的熔化信息，并将所述试件浇注信息、所述造型信息、所述浇注信息以及所述熔化信息相互建立关联地存储。

6.一种试件模型，其特征在于，

形成有铸造在权利要求1或者2所述的试件采集方法中使用的试件的试件型腔。

7.根据权利要求6所述的试件模型，其特征在于，

该试件模型被固定于铸型造型机的压实部件。

8.根据权利要求6所述的试件模型，其特征在于，

该试件模型呈四棱柱或者圆柱的形状。