DE102023201853A1

DE102023201853A1 - Formsystem und Formverfahren

Info

Publication number: DE102023201853A1
Application number: DE102023201853.5A
Authority: DE
Inventors: Umihiko Suzuki; Takehiro Sugino
Original assignee: Sintokogio Ltd
Current assignee: Sintokogio Ltd
Priority date: 2022-03-16
Filing date: 2023-03-01
Publication date: 2023-09-21
Also published as: US11806778B2; US20230294164A1; CN116765338A; JP2023136107A

Abstract

Ein Formsystem, das eine Sandform formt, beinhaltet einen Formkasten, einen Tank, der mit einer Druckluftquelle verbunden ist, ein geöffnetes Endteil beinhaltet und dazu ausgestaltet ist, Sand im Inneren zu speichern, eine Düse, die an dem Endteil des Tanks angebracht und dazu ausgestaltet ist, den Sand in dem Tank in den Formkasten zu leiten, und eine Steuereinheit, die dazu ausgestaltet ist, Informationen über eine Verstopfung der Düse auszugeben, wenn während des Sandbefüllens, bei dem der Sand in dem Tank durch die Düse in den Formkasten eingebracht wird, eine Beziehung erfüllt ist, bei der der Druck im Inneren des Tanks höher ist als der Anfangsdruck während des Sandbefüllens, bei dem der Sand in den Formkasten eingebracht wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Formsystem und ein Formverfahren.
QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2022-041554 , die am 16. März 2022 eingereicht wurde und deren gesamter Inhalt hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
HINTERGRUND
Die internationale Offenlegungsschrift WO 2018/207646 offenbart eine Formvorrichtung. Die Vorrichtung beinhaltet einen Tank, in dem Sand gespeichert ist, und eine Düse, die den Sand in dem Tank in einen Formkasten leitet. Dem Tank wird Druckluft zugeführt, und der Sand im Tank wird durch die Düse mit Druck dem Formkasten zugeführt. Der Druck im Inneren des Tanks wird von einem Drucksensor erkannt, und ein Graph, der eine Beziehung zwischen dem Druck und einer Zeit darstellt, wird auf einem Display angezeigt. Falls der vom Sensor erkannte Druck einen voreingestellten Schwellenwert überschreitet, stellt ein Arbeiter fest, dass eine Verstopfung der Düse aufgetreten ist.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
In der in der internationalen Offenlegungsschrift WO 2018/207646 offenbarten Vorrichtung stellt der Arbeiter das Auftreten einer Verstopfung der Düse fest. Daher gibt es Raum für Verbesserungen, um das Auftreten von Verstopfungen der Düse genauer zu erkennen. Die vorliegende Offenbarung stellt eine Technik zur Verfügung, um das Auftreten einer Verstopfung der Düse in angemessener Weise zu erkennen.
Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Formsystem, das eine Sandform formt. Das Formsystem beinhaltet einen Formkasten, einen Tank, eine Düse und eine Steuereinheit. Der Tank ist mit einer Druckluftquelle verbunden, beinhaltet ein geöffnetes Endteil und ist dazu ausgestaltet, Sand im Inneren zu speichern. Die Düse ist am Endteil des Tanks angebracht und dazu ausgestaltet, den Sand im Tank in den Formkasten zu leiten. Die Steuereinheit ist dazu ausgestaltet, Informationen über eine Verstopfung der Düse auszugeben, wenn während des Sandbefüllens, bei dem der Sand im Tank durch die Düse in den Formkasten eingebracht wird, eine Beziehung erfüllt ist, bei der der Druck im Tank höher ist als der Anfangsdruck während des Sandbefüllens, bei dem der Sand in den Formkasten eingebracht wird. Verstopfung der Düse kennzeichnet einen Zustand, in dem der Sand innerhalb der Düse für das Sandbefüllen, bei dem der Sand in den Formkasten eingebracht wird, komprimiert wird und das Sandbefüllen aufgrund eines vollständigen Verschlusses eines Fließweges nicht durchgeführt werden kann, oder einen Zustand, in dem eine Sandbefüllmenge aufgrund eines teilweisen Verschlusses des Fließweges verringert wird.
Falls eine Verstopfung der Düse auftritt, wird der Druck im Tank erhöht. Im Formsystem wird die Information über die Verstopfung der Düse ausgegeben, wenn die Bedingung erfüllt ist, dass der Druck im Inneren des Tanks während des Sandbefüllens höher ist als der Anfangsdruck. Wie oben beschrieben, kann das Formsystem, da die Verstopfung der Düse mechanisch erkannt wird, das Auftreten der Verstopfung der Düse im Vergleich zu einem Fall, in dem ein Arbeiter die Verstopfung feststellt, in angemessener Weise erkennen.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Formsystem, das eine Sandform formt. Das Formsystem beinhaltet einen Formkasten, einen Tank, eine Düse und eine Steuereinheit. Der Tank ist mit einer Druckluftquelle verbunden, beinhaltet ein geöffnetes Endteil und ist dazu ausgestaltet, Sand im Inneren zu speichern. Die Düse ist am Endteil des Tanks angebracht und dazu ausgestaltet, den Sand im Tank in den Formkasten zu leiten. Die Steuereinheit ist dazu ausgestaltet, Informationen über die Verstopfung der Düse auszugeben, wenn während des Sandbefüllens, bei dem der Sand im Tank durch die Düse in den Formkasten eingebracht wird, eine Beziehung erfüllt ist, bei der die Druckänderung im Tank größer ist als die anfängliche Druckänderung während des Sandbefüllens, bei dem der Sand in den Formkasten eingebracht wird.
Falls eine Verstopfung der Düse auftritt, wird die Druckänderung im Tank erhöht. Im Formsystem wird die Information über die Verstopfung der Düse ausgegeben, wenn die Beziehung, bei der die Druckänderung im Tank größer ist als die anfängliche Druckänderung, während des Sandbefüllens erfüllt ist. Wie oben beschrieben, kann das Formsystem, da die Verstopfung der Düse mechanisch erfasst wird, das Auftreten die Verstopfung der Düse in angemessener Weise erfassen, verglichen mit dem Fall, in dem der Arbeiter die Verstopfung feststellt. Ferner kann das Formsystem die Verstopfung der Düse in angemessener Weise erkennen, indem es die Verstopfung der Düse auf der Grundlage des Druckübergangs (Druckänderung) im Tank erkennt, verglichen mit der Erkennung anhand eines Schwellenwerts.
In einer Ausführungsform kann die Steuereinheit, wenn die oben beschriebene Beziehung erfüllt ist, einen Betrieb durchführen, um eine Verstopfung der Düse zu beseitigen. Eine solche Ausgestaltung ermöglicht es dem Formsystem, das Auftreten eines Formfehlers aufgrund unzureichenden Sandbefüllens durch Verstopfung der Düse zu vermeiden.
In einer Ausführungsform kann die Steuereinheit einen Alarm auslösen, wenn die oben beschriebene Beziehung erfüllt ist. Eine solche Ausgestaltung ermöglicht es dem Formsystem, den Arbeiter und dergleichen über das Auftreten einer Verstopfung der Düse zu informieren.
In einer Ausführungsform kann das Formsystem ferner eine Analysevorrichtung beinhalten, die dazu ausgestaltet ist, die Sandform abzubilden und eine Prüfung des Erscheinungsbildes der Sandform auf der Grundlage eines aufgenommenen Bildes durchzuführen, und die Steuereinheit kann die Informationen an die Analysevorrichtung ausgeben, wenn die oben beschriebene Beziehung erfüllt ist. Eine solche Ausgestaltung ermöglicht es dem Formsystem, eine Bildanalyse der geformten Sandform durchzuführen, wenn eine Verstopfung der Düse auftritt.
In einer Ausführungsform kann die Analysevorrichtung ferner eine Vorrichtung zum Aufbringen einer externen Kraft beinhalten, die in einem Fall, in dem die Information von der Steuereinheit übernommen wird, pneumatischen Druck auf die Sandform ausübt, bevor die Sandform abgebildet wird. Eine solche Ausgestaltung ermöglicht es dem Formsystem, den Sand, der auf eine Oberfläche der Sandform fällt, durch den pneumatischen Druck zu bewegen und zu entfernen.
In einer Ausführungsform kann die Analysevorrichtung dazu ausgestaltet sein, einen Standardmodus, in dem die Sandform mit einer ersten Vergrößerung abgebildet wird, und einen Starkvergrößerungsmodus, in dem die Sandform mit einer stärkeren Vergrößerung als der ersten Vergrößerung abgebildet wird, umzuschalten, und in dem Fall, in dem die Informationen von der Steuereinheit übernommen werden, kann die Analysevorrichtung die Sandform zumindest in dem Starkvergrößerungsmodus abbilden. Eine solche Ausgestaltung ermöglicht es dem Formsystem, eine Bildanalyse der geformten Sandform durchzuführen, wenn eine Verstopfung der Düse auftritt, genauer gesagt.
In einer Ausführungsform kann das Formsystem ferner einen Quetschmechanismus beinhalten, der dazu ausgestaltet ist, den in den Formkasten eingefüllten Sand zu quetschen, einen Sandschneider, der dazu ausgestaltet ist, eine Form der Sandform zu gestalten, und einen Drucksensor, der dazu ausgestaltet ist, den Quetschdruck zu erkennen, wobei die Steuereinheit auf der Grundlage eines Erkennungsergebnisses des Drucksensors bestimmen kann, ob das Quetschen durch den Quetschmechanismus normal beendet wurde, und der Sandschneider seinen Betrieb auf der Grundlage des Vorhandenseins/Nichtvorhandenseins einer Verstopfung der Düse und der Tatsache, ob das Quetschen normal beendet wurde, ändern kann. Die Härte der Sandform (Formfestigkeit) kann zwischen einem Fall, in dem das Quetschen normal beendet wurde, und einem Fall, in dem das Quetschen nicht normal beendet wurde, unterschiedlich sein. Der Sandschneider des Formsystems ändert die Arbeitsweise je nachdem, ob das Quetschen normal beendet ist. Dies ermöglicht es, die Zerstörung der Sandform zu verhindern.
In einer Ausführungsform kann der Sandschneider in einem Fall, in dem die oben beschriebene Beziehung nicht erfüllt ist und von der Steuereinheit festgestellt wird, dass das Quetschen normal beendet wurde, so arbeiten, dass eine Relativgeschwindigkeit zwischen der Sandform und einer Klinge eine erste Geschwindigkeit ist, und in einem Fall, in dem die oben beschriebene Beziehung erfüllt ist und von der Steuereinheit festgestellt wird, dass das Quetschen nicht normal beendet wurde, kann der Sandschneider so arbeiten, dass die Relativgeschwindigkeit zwischen der Sandform und der Klinge eine zweite Geschwindigkeit ist, die niedriger als die erste Geschwindigkeit ist. Wie oben beschrieben, verlangsamt der Sandschneider in dem Fall, in dem die Düse verstopft ist und das Quetschen nicht normal beendet wurde, die Relativgeschwindigkeit zwischen der Sandform und der Klinge im Vergleich zu dem Fall, in dem die Düse nicht verstopft ist und das Quetschen normal beendet wurde. Dadurch kann der Sandschneider die Zerstörung der Sandform verhindern.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Formverfahren, das die folgenden Schritte beinhaltet.

(1) Einen Schritt des Einbringens von Sand in einen Formkasten aus dem Tank durch eine Düse, wobei der Tank mit einer Druckluftquelle verbunden ist, ein geöffnetes Endteil beinhaltet und den Sand im Inneren speichert, wobei die Düse am Endteil des Tanks angebracht ist
(2) Einen Schritt des Ausgebens von Informationen über eine Verstopfung der Düse, wenn eine Beziehung, bei der der Druck im Inneren des Tanks höher ist als der Anfangsdruck während des Sandbefüllens, bei dem der Sand in den Formkasten eingebracht wird, in dem Schritt des Einbringens des Sandes in den Formkasten erfüllt ist

Das Formverfahren erzielt die gleichen Effekte wie das oben beschriebene Formsystem.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Formverfahren, das die folgenden Schritte beinhaltet.

(1) Einen Schritt des Einbringens von Sand in einem Tank in einen Formkasten aus dem Tank durch eine Düse, wobei der Tank mit einer Druckluftquelle verbunden ist, ein geöffnetes Endteil beinhaltet und den Sand im Inneren speichert, wobei die Düse an dem Endteil des Tanks angebracht ist
(2) Einen Schritt des Ausgebens von Informationen über eine Verstopfung der Düse, wenn eine Beziehung, bei der die Druckänderung im Inneren des Tanks größer ist als die anfängliche Druckänderung während des Sandbefüllens, bei dem der Sand in den Formkasten eingebracht wird, in dem Schritt des Einbringens des Sandes in den Formkasten erfüllt ist

Das Formverfahren erzielt die gleichen Effekte wie das oben beschriebene Formsystem.
Gemäß der Technik der vorliegenden Offenbarung wird die Technik zum angemessenen Erkennen des Auftretens einer Verstopfung der Düse bereitgestellt.
KURZE FIGURENBESCHREIBUNG

1 ist eine Abbildung, die eine beispielhafte Ausgestaltung eines Gießsystems mit einem Formsystem gemäß einer Ausführungsform zeigt;
2 ist ein Konfigurationsblockdiagramm des in 1 gezeigten Formsystems;
3 ist eine vertikale Querschnittsansicht, die einen Zustand einer Formmaschine (Zustand in Ausgangsposition) vor Beginn des Formvorgangs zeigt;
4 ist eine vertikale Querschnittsansicht, die einen Zustand der Formmaschine zeigt, in dem ein Formraum ausgebildet und mit Sand gefüllt ist;
5 ist eine vertikale Querschnittsansicht, die einen Zustand der Formmaschine beim Quetschen zeigt;
6 ist eine vertikale Querschnittsansicht, die einen Zustand der Formmaschine zeigt, in dem sie in die Ausgangsposition zurückkehrt, nachdem eine Form freigegeben wurde;
7 ist eine Vorderansicht eines Sandschneiders;
8 ist eine Abbildung aus der Sicht eines Pfeils VIII-VIII in 7; und
9 ist ein Diagramm, das die anfängliche Druckänderung im Inneren eines Sandtanks und die Druckänderung bei Erkennung zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden gleiche oder gleichwertige Elemente mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet, und sich überschneidende Beschreibungen werden nicht wiederholt. Die Maßverhältnisse in den Zeichnungen stimmen nicht immer mit den beschriebenen Maßverhältnissen überein. Die Begriffe „oben“, „unten“, „links“ und „rechts“ beziehen sich der Einfachheit halber auf einen gezeigten Zustand.
[Beispiel eines Gießsystems]
1 ist eine Abbildung, die eine beispielhafte Ausgestaltung eines Gießsystems mit einem Formsystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Ein in 1 gezeigtes Gießsystem 100 ist ein System zum Herstellen eines Gussteils. Wie in 1 gezeigt, beinhaltet das Gießsystem 100 eine Formmaschine 2, eine Förderstrecke 3, einen Sandschneider 4, eine Analysevorrichtung 5 und eine Streckensteuereinheit 6 (Beispiel einer Steuereinheit). Eine X-Richtung und eine Y-Richtung sind in der Abbildung horizontale Richtungen, und eine Z-Richtung ist eine vertikale Richtung. Die X-Richtung, die Y-Richtung und die Z-Richtung sind axiale Richtungen, die in einem orthogonalen Koordinatensystem eines dreidimensionalen Raums orthogonal zueinander sind.
Die Formmaschine 2 ist eine Vorrichtung, die eine Sandform M herstellt. Die Formmaschine 2 bildet die Sandform M unter Verwendung eines Formkastens F aus. Die Formmaschine 2 ist mit der Streckensteuereinheit 6 kommunikationsfähig verbunden. Die Formmaschine 2 beginnt mit der Herstellung der Sandform M in einem Formbereich in Reaktion auf den Empfang eines Formstartsignals von der Streckensteuereinheit 6. Die Formmaschine 2 gibt Sand (Formsand) in den Formkasten F, in dem ein Muster angeordnet ist, und setzt den Sand im Formkasten F unter Druck und verfestigt ihn. Die Formmaschine 2 formt die Sandform M, indem sie das Muster aus dem verfestigten Sand entnimmt. Die Sandform M ist eine von gepaarten Ober-und Unterkasten.
Die Förderstrecke 3 ist eine Einrichtung, die die Sandform M von einer vorgelagerten zu einer nachgelagerten Stelle befördert. Die Förderstrecke 3 nimmt die Sandform M von der Formmaschine 2 auf und befördert die Sandform M zu einer nachgelagerten Gießmaschine für geschmolzenes Metall (nicht gezeigt). Die Förderstrecke 3 kann z. B. einen Rollenförderer, eine Schiene, einen Wagen, auf dem die Sandform M und der Formkasten F platziert sind und der auf der Schiene fährt, eine auf der Seite der Formmaschine 2 angeordnete Schiebevorrichtung und eine auf der Seite der Metallgießmaschine angeordnete Kissenvorrichtung beinhalten. In einem Fall, in dem die Förderlinie 3 eine Antriebsrolle beinhaltet, ist eine Rollenlauffläche auf einem Formbrett B vorgesehen. Die Förderstrecke 3 befördert nacheinander eine Mehrzahl von Sandformen M und eine Mehrzahl von Formkästen F, die in gleichen Abständen auf der Rollenbahn oder der Schiene angeordnet sind, von der Formmaschine 2. Die Förderstrecke 3 wird intermittierend angetrieben und befördert die Sandformen M und die Formkästen F um eine vorgegebene Anzahl von Formkästen. Die vorbestimmte Anzahl von Formkästen kann ein Formkasten oder eine Mehrzahl von Formkästen sein. Die Förderstrecke 3 ist kommunikationsfähig mit der Streckensteuereinheit 6 verbunden. Die Förderstrecke 3 fördert die Mehrzahl von Sandformen M und die Mehrzahl von Formkästen F um die vorbestimmte Anzahl von Formkästen in Reaktion auf den Empfang eines Formkastenzuführungssignals von der Streckensteuereinheit 6. Ist die Förderung der vorbestimmten Anzahl von Formkästen abgeschlossen, sendet die Förderstrecke 3 ein Signal des Abschlusses der Formkastenzuführung an die Streckensteuereinheit 6.
Der Sandschneider 4 ist in der Förderstrecke 3 vorgesehen und passt eine Form der Sandform M an. Der Sandschneider 4 passt die Form der Sandform M an, indem er beispielsweise eine Klinge an die Sandform M während der Förderung anlegt. Der Sandschneider 4 ist mit der Streckensteuereinheit 6 kommunikationsfähig verbunden. Der Sandschneider 4 arbeitet auf der Grundlage eines Steuersignals der Streckensteuereinheit 6. Der Sandschneider 4 beinhaltet beispielsweise einen Hebemechanismus, der die Klinge so anhebt und absenkt, dass sie sich in der Nähe der Sandform M befindet oder von dieser getrennt wird. Der Sandschneider 4 stoppt die Klinge auf der Grundlage des Steuersignals der Streckensteuereinheit 6 in einer Höhe, in der die Klinge an überschüssigem Sand der beförderten Sandform M anliegt. Beispielsweise wird die Höhe der Klinge so eingestellt, dass die Klinge an dem überschüssigen Sand anliegt, der auf einer hinteren Oberfläche der Sandform M ausgebildet ist. Die Streckensteuereinheit 6 bewirkt, dass die Förderstrecke 3 die aufeinanderfolgenden Sandformen M um eine Teilung (um einen Formkasten) in einer Formkastenbewegungsrichtung befördert, wenn die Einstellung der Klingenhöhe abgeschlossen ist. Wenn die Sandform M eine Einbauposition des Sandschneiders 4 durchläuft, wird der überschüssige Sand der beförderten Sandform M von der Klinge des Sandschneiders 4 abgeschnitten, und die Sandform wird plan gemacht. Der Sandschneider 4 kann auch so ausgestaltet sein, dass die Klinge auf der Grundlage des Steuersignals der Streckensteuereinheit 6 in horizontaler Richtung beweglich ist. Beispielsweise kann der Sandschneider 4 den überschüssigen Sand der Sandform M abschneiden, indem er die Klinge unter Stillstand oder unter Beförderung zur Sandform M bewegt. Der Sandschneider 4 kann die Form der Sandform M durch Änderung der Relativgeschwindigkeit zwischen der Sandform M und der Klinge anpassen. Die Details des Sandschneiders 4 werden im Folgenden beschrieben.
Die Analysevorrichtung 5 ist in der Förderstrecke 3 vorgesehen, bildet die Sandform M auf der Förderstrecke 3 ab und führt eine Prüfung des Erscheinungsbildes der Sandform auf der Grundlage eines aufgenommenen Bildes durch. Die Analysevorrichtung 5 kann mit der Streckensteuereinheit 6 kommunikationsfähig verbunden sein. Die Analysevorrichtung 5 und die Streckensteuereinheit 6 können in Kooperation zusammenarbeiten. Die Details der Analysevorrichtung 5 werden im Folgenden beschrieben. Die Sandform M, die analysiert wurde, wird zu einem Kernsetzbereich W befördert. Ein Arbeiter hält sich in dem Kernsetzbereich W auf und setzt einen Kern in die Sandform M. Die Sandform M, in die der Kern gesetzt wurde, wird über die Förderstrecke 3 zu einem Bereich befördert, in dem die Nachbearbeitung durchgeführt wird.
Die Streckensteuereinheit 6 ist ein Controller, der das Gießsystem 100 vollständig steuert. Die Streckensteuereinheit 6 ist kommunikationsfähig mit der Formmaschine 2, der Förderstrecke 3, dem Sandschneider 4 und der Analysevorrichtung 5 verbunden. Die Streckensteuereinheit 6 arbeitet mit der Formmaschine 2, der Förderstrecke 3, dem Sandschneider 4 und der Analysevorrichtung 5 zusammen, um ein Formsystem 1 zu bilden. Es ist möglich, dass das Formsystem 1 den Sandschneider 4 und die Analysevorrichtung 5 nicht beinhaltet.
[Details des Formsystems]
2 ist ein Konfigurationsblockdiagramm des in 1 gezeigten Formsystems. Wie in 2 gezeigt, beinhaltet das Formsystem 1 die Formmaschine 2, den Sandschneider 4, die Analysevorrichtung 5 und die Streckensteuereinheit 6.
Die Streckensteuereinheit 6 ist als ein Computersystem ausgestaltet, das einen Prozessor 61, wie etwa eine Central Processing Unit (CPU), einen Datenspeicher 62, wie etwa ein Random Access Memory (RAM) und ein Read Only Memory (ROM), einen Speicher 63, wie etwa ein Hard Disk Drive (HDD), eine Eingabeeinheit 64, wie etwa eine Maus und eine Tastatur, und eine Ausgabeeinheit 65, wie etwa ein Display, beinhaltet. Die Streckensteuereinheit 6 kann dazu als speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) ausgestaltet sein. Die Streckensteuereinheit 6 realisiert die Funktionen der Streckensteuereinheit 6 durch den Betrieb von Hardware unter der Kontrolle des Prozessors auf der Grundlage von im Datenspeicher gespeicherten Computerprogrammen.
Die Formmaschine 2 beinhaltet eine Formsteuereinheit 20 und einen Sensor 21. Die Formsteuereinheit 20 beinhaltet einen Prozessor, einen Speicher und dergleichen wie die Streckensteuereinheit 6. Die Formsteuereinheit 20 steuert den Betrieb der Formmaschine 2 auf der Grundlage einer Anweisung der Streckensteuereinheit 6. Die Formmaschine 2 stellt die Sandform M auf der Grundlage von Forminformationen her, die die Formsteuereinheit 20 von der Streckensteuereinheit 6 erhält. Die Forminformationen beinhalten Informationen, die einen Typ eines Musters für ein Produkt angeben. Der Sensor 21 übernimmt verschiedene Arten von Daten bei der Herstellung durch die Formmaschine 2. Der Sensor 21 beinhaltet einen Drucksensor PA, der den Druck in einem Sandtank der unten beschriebenen Formmaschine 2 erkennt. Der Sensor 21 kann einen Drucksensor PB beinhalten, der den Quetschdruck der unten beschriebenen Formmaschine 2 erkennt. Die Formsteuereinheit 20 gibt ein von dem Sensor 21 erkanntes Ergebnis an die Streckensteuereinheit 6 weiter.
Die Analysevorrichtung 5 beinhaltet eine Analysesteuereinheit 50, eine Abbildungsvorrichtung 51 und eine Vorrichtung zum Aufbringen einer externen Kraft 52. Die Analysesteuereinheit 50 beinhaltet einen Prozessor, einen Speicher und dergleichen wie die Streckensteuereinheit 6. Die Analysesteuereinheit 50 steuert den Betrieb der Abbildungsvorrichtung 51 und der Vorrichtung zum Aufbringen einer externen Kraft 52 auf der Grundlage von Anweisungen der Streckensteuereinheit 6. Die Analysesteuereinheit 50 identifiziert einen Typ der zu prüfenden Sandform M auf der Grundlage der von der Streckensteuereinheit 6 empfangenen Forminformationen und prüft die Sandform M auf der Grundlage des Typs der Sandform M.
Die Abbildungsvorrichtung 51 bildet die Sandform M auf der Förderstrecke 3 ab. Die Abbildungsvorrichtung 51 beinhaltet eine Linse mit variabler Vergrößerung und einen Bildsensor. Die Abbildungsvorrichtung 51 bildet die Sandform M entweder in einem Standardmodus oder in einem Starkvergrößerungsmodus ab und gibt ein Bild aus. Der Standardmodus ist ein Modus, in dem die Sandform M mit einer ersten Vergrößerung abgebildet wird, und der Starkvergrößerungsmodus ist ein Modus, in dem die Sandform M mit einer stärkeren Vergrößerung als der ersten Vergrößerung abgebildet wird.
Die Analysesteuereinheit 50 gibt ein Signal aus, das ein Ergebnis der Prüfung anzeigt, ob die zu prüfende Sandform M normal ist, basierend auf dem Typ der Sandform M und einem aufgenommenen Bild einer Oberfläche der Sandform M (Prüfbild). Die Analysesteuereinheit 50 verarbeitet beispielsweise ein Bild der Oberfläche der Sandform M in einem normalen Zustand als Referenzbild und speichert in einem Speichergerät oder dergleichen ein Bild, das durch die Abbildung einer normalen Sandform M durch die Abbildungsvorrichtung 51 erhalten wurde, für jede Sandform M. Die Analysesteuereinheit 50 gibt das Signal, das das Prüfungsergebnis anzeigt, beispielsweise auf die folgende Weise aus. Die Analysesteuereinheit 50 gleicht zunächst die Farben des Prüfbildes mit denen des Referenzbildes ab. Die Analysesteuereinheit 50 erzeugt dann ein Differenzbild zwischen dem Prüfbild und dem Referenzbild. Die Analysesteuereinheit 50 entfernt dann Rauschen von dem Differenzbild. Die Analysesteuereinheit 50 führt dann eine Partikelanalyse des Differenzbildes durch, um charakteristische Größen wie Positionen, Flächen und Längen von Blobs im Differenzbild zu berechnen. Die Analysesteuereinheit 50 bestimmt für jeden der Blobs anhand einer Mindestdefektgröße, ob es sich um einen Defekt handelt, und entfernt die Blobs, die nicht als Defekt erkannt wurden, aus dem Differenzbild, wodurch die verbleibenden Blobs als Defekte erkannt werden. Die Analysesteuereinheit 50 bestimmt dann Pseudodefekte aus den Blobs, die im Differenzbild enthalten sind, z. B. auf der Grundlage der Farben der Blobs (Defekte). Die Pseudodefekte sind Abschnitte, die eine hohe Leuchtdichte aufweisen, z. B. aufgrund von Lichtreflexion an der Oberfläche eines Objekts, und sind Abschnitte, die im Wesentlichen keine Defekte sind. Die Analysesteuereinheit 50 entfernt die Pseudodefekte aus dem Differenzbild, um ein Defektbild zu erzeugen. Ist in dem Defektbild kein Defekt enthalten, gibt die Analysesteuereinheit 50 ein Signal aus, das anzeigt, dass die zu prüfende Sandform M normal ist. Falls ein Defekt in dem Defektbild enthalten ist, gibt die Analysesteuereinheit 50 ein Signal aus, das anzeigt, dass die zu prüfende Sandform M abnormal ist.
Die Vorrichtung zum Aufbringen einer externen Kraft 52 bringt pneumatischen Druck auf die Sandform M auf. Beispielsweise bringt die Vorrichtung zum Aufbringen einer externen Kraft 52, bevor die Sandform M abgebildet wird, Luft eines Volumens (800 l/min), das den Sand bewegt, auf die Sandform M auf. Als Ergebnis kann die Vorrichtung zum Aufbringen einer externen Kraft 52 den an einer Oberflächenschicht der Sandform M anhaftenden Sand bewegen und eine zu prüfende vordere Oberfläche der Sandform M freilegen. Die Vorrichtung zum Aufbringen der externen Kraft 52 ist beispielsweise eine Luftversorgungsvorrichtung, die einen Ventilator oder ein Gebläse beinhaltet.
[Details der Formmaschine]
3 ist eine vertikale Querschnittsansicht, die einen Zustand einer Formmaschine (Zustand in Ausgangsposition) vor Beginn des Formvorgangs zeigt. 4 ist eine vertikale Querschnittsansicht, die einen Zustand der Formmaschine zeigt, in dem ein Formraum ausgebildet und mit Sand gefüllt ist. 5 ist eine vertikale Querschnittsansicht, die einen Zustand der Formmaschine beim Quetschen zeigt. 6 ist eine vertikale Querschnittsansicht, die einen Zustand der Formmaschine zeigt, in dem sie in die Ausgangsposition zurückkehrt, nachdem eine Form freigegeben wurde. 3 bis 6 zeigen jeweils die Zustände „Ausgangsposition“, „Sandbefüllen“, „Quetschen“ und „Vorgang zur Rückkehr in die Ausgangsposition“ der Formmaschine 2.
Wie in 3 bis 6 gezeigt, beinhaltet die Formmaschine 2 einen Sandtank 22 (Beispiel für einen Tank). Der Sandtank 22 speichert im Inneren Sand 23. Der Sandtank 22 beinhaltet an einer inneren Oberfläche einen Filter 22a, der mit Luftaustrittslöchern versehen ist, die an eine nicht dargestellte Druckluftquelle angeschlossen sind und Luft ausstoßen. Ein unteres Endteil des Sandtanks 22 ist geöffnet. Am unteren Endteil des Sandtanks 22 ist eine Düse 24 vorgesehen.
Der Formkasten F ist unterhalb des Sandtanks 22 angeordnet. Der Formkasten F bildet zumindest zusammen mit einer Musterplatte 25 einen Formraum 26 aus (siehe 4) . Der im Sandtank 22 gespeicherte Sand 23 wird durch die Düse 24 in den Formraum 26 (z. B. im Inneren des Formkastens F) geleitet.
Ein segmentförmiger Quetschfuß 27 (Beispiel für einen Quetschmechanismus) ist am unteren Endteil des Sandtanks 22 so angebracht, dass er an die Düse 24 angrenzt. Der Quetschfuß 27 fungiert als Quetschmittel, das den in den Formraum 26 eingefüllten Sand 23 komprimiert.
Die Formmaschine 2 beinhaltet ferner eine Formbasis 28. Eine Mehrzahl von Formkastensetzzylindern 29 ist auf der Formbasis 28 aufgestellt. Ferner ist zwischen den vorderen Enden der Kolbenstangen 29a der Formkastensetzzylinder 29 ein Hubstützrahmen 30 installiert. Mit anderen Worten, die Formkastensetzzylinder 29 sind nach oben gerichtet, wobei die Enden auf der Seite der Formbasis 28 als Rückzugsenden dienen. Wie in 6 gezeigt, ist der Drucksensor PB, der den Quetschdruck erkennt, an einem der Formkastensetzzylinder 29 angebracht.
Ein Mittelteil einer Musterwechselvorrichtung 31 ist drehbar in einer horizontalen Ebene an einem unteren Teil eines der Mehrzahl von Formkastensetzzylindern 29 gelagert. Ein Musterträger 32, auf dem die oben beschriebene Musterplatte 25 platziert ist, ist an jedem der Endteile der Musterwechselvorrichtung 31 angebracht, während er durch eine nicht dargestellte Feder um etwa 5 mm angehoben wird. Die Musterträger 32 sind dazu ausgestaltet, die Musterplatten 25 abwechselnd zu einem mittleren oberen Teil der Formbasis 28 hinein- und herauszutragen.
Der oben beschriebene Sandtank 22 ist an dem Hubstützrahmen 30 aufgehängt. An einem oberen Ende des Sandtanks 22 befindet sich eine Sandeinfüllöffnung 22b, die durch einen Schiebeverschluss 33 geöffnet/geschlossen wird. Ferner ist, wie oben beschrieben, der Filter 22a zum Ausstoßen von Luft über die im Wesentlichen gesamte innere Oberfläche des Sandtanks 22 vorgesehen. Der Filter 22a ist ein poröser Körper mit einer großen Anzahl von Löchern, die jeweils eine Größe von etwa 10 um bis etwa 80 um über die gesamte Oberfläche aufweisen, und besteht beispielsweise aus gesintertem Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht. Zwischen dem Filter 22a und der inneren Oberfläche des Sandtanks 22 ist eine Hohlkammer 22c vorgesehen. Der Hohlkammer 22c wird verdichtete Luft von 0,05 MPa bis 0,18 MPa von der nicht dargestellten Druckluftquelle zugeführt, die über einen oberen Luftkanal 34 und einen unteren Luftkanal 35 kommuniziert. Ferner ist der Drucksensor PA, der den Druck im Inneren des Sandtanks 22 erkennt, in der Hohlkammer 22c vorgesehen. Der Sandtank 22, der wie oben beschrieben ausgestaltet ist, bringt den Sand 23 durch verdichtete Luft, die aus der Mehrzahl von Löchern im Filter 22a ausgestoßen wird, zum Schweben und Fließen und füllt den Formraum 26 mit dem Sand 23, während er den Sand 23 zum Schweben und Fließen bringt.
Der Quetschfuß 27 und die oben beschriebene Düse 24 bilden zusammen mit der Musterplatte 25, dem Formkasten F und einem Füllrahmen 36 den Formraum 26. Der Füllrahmen 36 ist unterhalb des Sandtanks 22 so angeordnet, dass er vertikal beweglich ist und die Düse 24 und den Quetschfuß 27 umgibt. Der Füllrahmen 36 ist mit Füllrahmenzylindern 37 gekoppelt, die unten am Hubstützrahmen 30 vorgesehen sind, und wird von den Füllrahmenzylindern 37 vertikal bewegt.
Der Hubstützrahmen 30 ist mit Rahmen 38 versehen, die außerhalb des Sandtanks 22 an der Unterseite positioniert sind, und ein Tragförderer 39 (Beispiel für Förderstrecke 3), der den Formkasten F hinein-/herausträgt, ist durch die Rahmen 38 am Hubstützrahmen 30 aufgehängt. Der Tragförderer 39 beinhaltet beispielsweise eine Rollenbahn.
Als nächstes wird ein Formverfahren unter Verwendung der oben beschriebenen Formmaschine 2 beschrieben. Bei dem Formverfahren wird der Sand, wie in 4 gezeigt, von der in 3 positionierten Ausgangsposition aus eingefüllt, der Sand wird, wie in 5 gezeigt, komprimiert, und ein Formfreigabevorgang wird, wie in 6 gezeigt, durchgeführt. Die Details dazu werden im Folgenden beschrieben.
3 zeigt einen Zustand, in dem der Sand 23 in den Sandtank 22 geladen ist und der leere Formkasten F in den Tragförderer 39 befördert wird. Einer der Musterträger 32 wird auf die Musterwechselvorrichtung 31 aufgesetzt, wobei er durch die nicht dargestellte Feder um einige mm angehoben wird und einen Zwischenraum zum Formboden 28 aufweist. Danach bildet der gesamte segmentförmige Quetschfuß 27 Vertiefungen und Vorsprünge aus, die Vorsprüngen und Vertiefungen der darunter angeordneten Musterplatte 25 entsprechen. Ferner ist der eine Musterträger 32 durch eine nicht dargestellte Klemmvorrichtung mit der Formbasis 28 druckverbunden.
Nachdem der Schiebeverschluss 33 betätigt wird, um die Sandeinfüllöffnung 22b in diesem Zustand zu schließen, fahren die Formkastensetzzylinder 37 aus, um den Füllrahmen 36 abzusenken und den Füllrahmen 36 in engen Kontakt mit der oberen Oberfläche des Formkastens F zu bringen. Zusätzlich werden die Formkastensetzzylinder 29 zurückgezogen, um den Formkasten F in engen Kontakt mit dem Außenumfang der Musterplatte 25 zu bringen. Dadurch wird ein Zustand erreicht, in dem der Formraum 26 ausgebildet ist.
Danach wird der Formraum 26, der durch den Formkasten F, die Musterplatte 25, den Füllrahmen 36, den Quetschfuß 27, die untere Oberfläche des Sandtanks 22 und dergleichen gebildet wird, mit dem Sand 23 gefüllt, wie in 4 gezeigt, während die Druckluft aus einer großen Anzahl von Löchern, die im Filter 22a vorgesehen sind, in den Sandtank 22 ausgestoßen wird, um den Sand 23 im Sandtank 22 zum Schweben und Fließen zu bringen. Zu diesem Zeitpunkt wird die Druckluft beim Füllen durch nicht dargestellte Entlüftungsöffnungen im Füllrahmen 36 und in der Musterplatte 25 abgeführt. Zu diesem Zeitpunkt ist die Abluftmenge aus den Entlüftungslöchern steuerbar, wodurch sich die Fülldichte des Formsandes teilweise anpassen lässt.
Danach werden der Hubstützrahmen 30 und die vom Hubstützrahmen 30 getragenen Elemente durch weiteres Zurückziehen der Formkastensetzzylinder 29 und Zurückziehen der Füllrahmenzylinder 37 abgesenkt, und der Sand 23 wird komprimiert, bis die gesamte untere Oberfläche des segmentförmigen Quetschfußes 27 flach wird. Wenn ein solcher Quetschvorgang durchgeführt wird, wird ein Zustand erreicht, wie er in 5 gezeigt ist.
Als nächstes wird die Form, wie in 6 gezeigt, freigegeben. Der Formkasten F wird durch den Tragförderer 39 angehoben, während der Sandtank 22 angehoben wird, um komprimierten Sand 23a im Formkasten F von der Musterplatte 25 zu lösen. Danach werden der Sandtank 22 und der Tragförderer 39 angehoben, um in die ursprünglichen Positionen in 3 zurückzukehren. Der Vorgang, bei dem die Elemente vertikal bewegt werden, um in die Ausgangspositionen zurückzukehren, wird als Vorgang der Rückkehr in die Ausgangsposition bezeichnet. Nachdem der Vorgang der Rückkehr in die Ausgangsposition abgeschlossen ist, wird der Schiebeverschluss 33 betätigt, um die Sandeinfüllöffnung 22b zu öffnen, und der Sandtank 22 wird wieder mit dem Sand 23 gefüllt.
Als nächstes wird der bereits der Formung unterzogene Formkasten F durch den Tragförderer 39 in horizontaler Richtung herausgetragen, und der leere Formkasten F wird hineingetragen. Außerdem wird die Musterwechselvorrichtung 31 um 180 Grad gedreht, und die Musterplatte 25 wird gegen die außerhalb platzierte Musterplatte 25 ausgetauscht. Der oben beschriebene Vorgang wird dann wiederholt.
[Details des Sandschneiders]
7 ist eine Vorderansicht des Sandschneiders. 8 ist ein Diagramm aus der Sicht eines Pfeils VIII-VIII in 7. Der Sandschneider 4 schabt einen Sandklumpen („überschüssiger Sand 1b“) von der Sandform M ab, die von dem in der Formmaschine 2 vorgesehenen Tragförderer 39 befördert wird. Die zu fördernde Sandform M ist eine Form mit einem Formkasten, die zusammen mit dem Formkasten F gefördert wird.
Wie in 7 und 8 gezeigt, wird die Sandform M durch die Förderstrecke 3 befördert. Beispiele für die Förderstrecke 3 beinhalten eine Rollenbahn. Unter den jeweiligen Rollenbefestigungsrahmen 3a der Förderstrecke 3 sind Führungsstangen 42 gegenüberliegend angeordnet. Die Führungsstangen 42 durchdringen die jeweiligen Halterungen 43. Die Halter 43 sind dazu ausgestaltet, dass sie vertikal zu den jeweiligen Führungsstangen 42 verschiebbar sind.
Ein zwischen den Haltern 43 positionierter Heberahmen 44 ist mit den Haltern 43 verbunden. An dem Heberahmen 44 ist eine mit Bolzen 45 höhenverstellbare Klingenbefestigungsbasis 46 angebracht. An einem vorderen Ende der Klingenbefestigungsbasis 46 ist eine Klinge 47 abnehmbar angebracht. Ein Zylinder 41 ist mit einem mittleren unteren Teil des Heberahmens 44 verbunden. Die Halter 43 sind so ausgestaltet, dass sie an den jeweiligen Bolzen 48 als höhenverstellbare Stopper an den ansteigenden Enden und an den jeweiligen Bolzen 49 als höhenverstellbare Stopper an den absenkenden Enden anliegen.
Bevor die Sandform M befördert wird, wird die Klinge 47 durch Ausfahren des Zylinders 41 angehoben. Ferner wird die Klinge 47 in einer vorbestimmten Höhe fixiert, und das Höhenmaß von der hinteren Oberfläche des Formkastens F bis zur Oberseite der Klinge 47 wird mit den Bolzen 45 und den Bolzen 48 auf ein gewünschtes Maß eingestellt. Beispielsweise wird das Höhenmaß auf 0,5 mm eingestellt. Ferner befördert in diesem Zustand die Förderstrecke 3 die Sandform M um eine Teilung (einen Formkasten) in einer Förderrichtung D1. Während des Beförderns wird der überschüssige Sand 1b von der Klinge 47 abgeschnitten. Dadurch wird das Höhenmaß von der hinteren Oberfläche des Formkastens F bis zu einer vorstehenden hinteren Oberfläche MS der Sandform M auf 0,5 mm gebracht und die hintere Oberfläche MS der Sandform M wird plan gemacht. Falls der überschüssige Sand 1b eines oberen Formkastens oder eines unteren Formkastens nicht abgeschnitten wird, ist es ausreichend, den Zylinder 41 zurückzufahren.
Der Sandschneider 4 ist nicht auf die in 7 und 8 gezeigte Vorrichtung beschränkt, sondern kann auf verschiedene Weise modifiziert werden. Beispielsweise kann der Sandschneider eine Ausgestaltung beinhalten, bei der sich der Sandschneider so bewegt, dass er sich der Sandform M aus einer Richtung orthogonal zur Förderrichtung D1 der Sandform M nähert. In diesem Fall schabt der Sandschneider die hintere Oberfläche MS der Sandform M ab. Als spezifisches Beispiel schabt der Sandschneider den überschüssigen Sand auf der hinteren Oberfläche MS der Sandform M ab, indem er die Klinge als Reaktion auf den Empfang des Signals des Abschlusses der Formkastenzuführung von der Streckensteuereinheit 6 in Richtung der Sandform M laufen lässt. Der Sandschneider gibt ein Sandschnittabschlusssignal an die Streckensteuereinheit 6 aus. Die Streckensteuereinheit 6 bewirkt, dass die Förderstrecke 3 als Reaktion auf den Empfang des Sandschnittabschlusssignals die Sandform M befördert.
[Betrieb der Streckensteuereinheit]
(Erkennen der Verstopfung der Düse)
Während des Sandbefüllens, bei der der Sand im Sandtank 22 durch die Düse 24 in den Formkasten F eingebracht wird, gibt die Streckensteuereinheit 6 Informationen über eine Verstopfung der Düse 24 aus, wenn eine Beziehung erfüllt ist, bei der der Druck im Sandtank 22 höher ist als der Anfangsdruck während des Sandbefüllens, bei der der Sand in den Formkasten F eingebracht wird. Alternativ kann die Streckensteuereinheit 6 die Information über eine Verstopfung der Düse 24 ausgeben, wenn während des Sandbefüllens, bei dem der Sand im Sandtank 22 durch die Düse 24 in den Formkasten F eingebracht wird, eine Beziehung erfüllt ist, bei der die Druckänderung im Sandtank 22 größer ist als die anfängliche Druckänderung während des Sandbefüllens, bei dem der Sand in den Formkasten F eingebracht wird. Die Information über eine Verstopfung der Düse 24 sind beispielsweise Zeichen, ein Symbol, eine Figur, Klang, ein Bild oder Vibration, die das Auftreten der Verstopfung der Düse 24 anzeigen. Im Folgenden werden einige Beispiele beschrieben, in denen festgestellt wird, ob die oben beschriebene Beziehung erfüllt ist.
(Beispiel, bei dem der vom Sensor gemessene Druck ermittelt wird)
Beispielsweise beinhaltet die Streckensteuereinheit 6 den Datenspeicher 62, in dem der vom Drucksensor PA erkannte Druck im Inneren des Sandtanks 22 während der Befüllung mit dem Sand 23 gespeichert wird. Die Streckensteuereinheit 6 kann in dem Datenspeicher 62 den vom Drucksensor PA erkannten Druck (Messwert bei Erkennung) in Verbindung mit einem Zeitpunkt speichern. Der zuzuordnende Zeitpunkt ist der Zeitpunkt, zu dem der Druck gemessen wird. Infolgedessen wird der Druckübergang im Datenspeicher 62 gespeichert. Der erkannte Druck und der Druckübergang können im Speicher 63 statt im Datenspeicher 62 gespeichert werden.
Die Streckensteuereinheit 6 übernimmt den Druck bzw. den Druckübergang innerhalb des Sandtanks 22 während des Befüllens mit dem Sand 23 durch Bezugnahme auf den Datenspeicher 62. Beispielsweise speichert der Datenspeicher 62 zuvor den Anfangsdruck oder die anfängliche Druckänderung innerhalb des Sandtanks 22. Der Anfangsdruck und die anfängliche Druckänderung sind ein vorbestimmter Druck und ein vorbestimmter Druckübergang (mit Zeitpunkt), um das Auftreten einer Verstopfung der Düse zu erkennen. Beispielsweise sind der Anfangsdruck und die anfängliche Druckänderung Erkennungsergebnisse des Drucksensors PA, wenn der Formkasten F mit dem Sand 23 zum Zeitpunkt der ersten Aktivierung des Formsystems 1 gefüllt wird. Der Zeitpunkt der ersten Aktivierung kann ein Zeitpunkt sein, an dem die Befüllung mit dem Sand 23 zum ersten Mal nach der Werksauslieferung durchgeführt wird, ein Zeitpunkt, an dem die Befüllung mit dem Sand 23 zum ersten Mal nach einem Musterwechsel durchgeführt wird, oder ein Zeitpunkt, an dem das Befüllen mit dem Sand 23 zum ersten Mal an einem Betriebstag durchgeführt wird. Der Anfangsdruck und die anfängliche Druckänderung können im Speicher 63 statt im Datenspeicher 62 gespeichert werden.
Falls eine Beziehung erfüllt ist, bei der der vom Drucksensor PA erkannte Druck höher ist als der Anfangsdruck, gibt die Streckensteuereinheit 6 unter Bezugnahme auf den Datenspeicher 62 die Information über eine Verstopfung der Düse 24 aus. Wie oben beschrieben, speichert die Streckensteuereinheit 6 einen Druckwert in einem Speichermedium und vergleicht den Druckwert mit dem Anfangsdruck als Schwellenwert, wodurch bestimmt wird, ob die oben beschriebene Beziehung erfüllt ist. In einem Fall, in dem eine Beziehung, bei der die durch den Drucksensor PA erkannte Druckänderung größer als die anfängliche Druckänderung ist, unter Bezugnahme auf den Datenspeicher 62 erfüllt ist, kann die Streckensteuereinheit 6 die Information über eine Verstopfung der Düse 24 ausgeben. Wie oben beschrieben, kann die Streckensteuereinheit 6 den Druckwert in dem Speichermedium speichern und den Druckwert mit der anfänglichen Druckänderung als Schwellenwert vergleichen, wodurch bestimmt wird, ob die oben beschriebene Beziehung erfüllt ist.
(Beispiel, bei dem das Ausmaß der Ausdehnung des Tanks bestimmt wird)
Die Streckensteuereinheit 6 kann eine Tabelle beinhalten, in der der Druck und ein Ausmaß der Ausdehnung des Tanks 22 einander zugeordnet sind. Eine solche Tabelle kann zuvor im Datenspeicher 62 gespeichert werden oder durch eine elektronische Schaltung als Hardware realisiert werden. Das Ausmaß der Ausdehnung des Sandtanks 22 wird z.B. mit einem berührungslosen Abstandssensor gemessen. Die Streckensteuereinheit 6 kann den Druck im Inneren des Sandtanks 22 basierend auf dem Ausmaß der Ausdehnung des Sandtanks 22 und der Tabelle übernehmen. Die Streckensteuereinheit 6 kann den aus der Tabelle abgeleiteten Druck im Inneren des Sandtanks 22 mit dem im Datenspeicher 62 gespeicherten Anfangsdruck vergleichen und feststellen, ob die Beziehung, bei der der Druck im Inneren des Sandtanks 22 höher ist als der Anfangsdruck, erfüllt ist. Alternativ kann die Streckensteuereinheit 6 die aus der Tabelle abgeleitete Druckänderung im Sandtank 22 mit der im Datenspeicher 62 gespeicherten anfänglichen Druckänderung vergleichen und feststellen, ob die Beziehung, bei der die Druckänderung im Sandtank 22 größer ist als die anfängliche Druckänderung, erfüllt ist. Die Streckensteuereinheit 6 kann den Anfangsdruck und die anfängliche Druckänderung auch in ein anfängliches Ausmaß der Ausdehnung als Schwellenwert umwandeln, zusätzlich zur Umwandlung des Ausmaßes der Ausdehnung in den Druck innerhalb des Sandtanks 22 und zur Bestimmung. In diesem Fall kann die Streckensteuereinheit 6 allein durch den Vergleich des Ausmaßes der Ausdehnung und des anfänglichen Ausmaßes der Ausdehnung feststellen, ob die Beziehung, bei der der Druck innerhalb des Sandtanks 22 höher ist als der Anfangsdruck, erfüllt ist. Wie oben beschrieben, kann die Streckensteuereinheit 6 basierend auf der verstrichenen Zeit feststellen, ob die oben beschriebene Beziehung erfüllt ist. Im Falle der Verwendung der Tabelle kann es sein, dass die Formmaschine 2 den Drucksensor PA nicht beinhaltet.
(Beispiel, bei dem das Ausmaß der Bildänderung bestimmt wird)
Die Streckensteuereinheit 6 kann ein Bild von einer Kamera (nicht gezeigt) übernehmen, die eine Bilderkennung des Drucksensors PA durchführt. Der Drucksensor PA ist z.B. ein analoges Druckmessgerät. Die Streckensteuereinheit 6 kann durch ein Musterabgleichverfahren oder ähnliches erkennen, dass das analoge Druckmessgerät einen höheren Druck als den Ausgangsdruck misst. Infolgedessen kann die Streckensteuereinheit 6 feststellen, ob die Beziehung, bei der der Druck im Sandtank 22 höher ist als der Anfangsdruck, erfüllt ist. Alternativ kann die Streckensteuereinheit 6 ein Ausmaß der Bildänderung aus der Differenz zwischen zeitlich veränderten Bildern übernehmen und erkennen, dass das analoge Druckmessgerät eine Druckänderung anzeigt, die größer ist als die anfängliche Druckänderung. In diesem Fall kann die Streckensteuereinheit 6 feststellen, ob die Beziehung, bei der die Druckänderung im Sandtank 22 größer ist als die anfängliche Druckänderung, erfüllt ist. Wie oben beschrieben, kann die Streckensteuereinheit 6 auf der Grundlage der Bilderkennung feststellen, ob die oben beschriebene Beziehung erfüllt ist.
9 ist ein Diagramm, das die anfängliche Druckänderung im Sandtank und die Druckänderung nach dem Erkennen zeigt. In dem in 9 gezeigten Diagramm steht die Abszisse für die Zeit und die Ordinate für den Druck. Ein Graph G1 stellt die anfängliche Druckänderung dar, die zuvor im Datenspeicher 62 gespeichert wurde. Die anfängliche Druckänderung ist ein Graph des Übergangs des Drucks innerhalb des Sandtanks 22, wenn die Verstopfung der Düse nicht auftritt. Der Graph G2 stellt den Übergang des Drucks im Sandtank 22 dar, der vom Drucksensor PA erkannt wird. Die Streckensteuereinheit 6 bestimmt das Vorhandensein bzw. Nichtvorhandensein einer Verstopfung der Düse 24 durch den Vergleich des Graphen G1 und des Graphen G2. Wie im Graphen G2 gezeigt, vollzieht der Druck im Inneren des Sandtanks 22 einen charakteristischen Übergang, wenn eine Verstopfung der Düse 24 auftritt. Genauer gesagt ist der Graph G2 zeitlich kürzer, bis der Druck einen vorbestimmten Druck (z. B. Druck P1) erreicht, verglichen mit dem Graph G1. Ferner ist der maximal erreichte Druck unterschiedlich. Die Streckensteuereinheit 6 kann das Vorhandensein bzw. Nichtvorhandensein einer Verstopfung der Düse 24 auf der Grundlage eines Vergleichs der oben beschriebenen allgemeinen Merkmale feststellen. Die Streckensteuereinheit 6 kann das Auftreten einer Verstopfung der Düse anhand des Übergangs der Differenz zwischen dem Graphen G1 und dem Graphen G2 erkennen.
(Betrieb zur Beseitigung von Verstopfungen)
In einem Fall, in dem die oben beschriebene Beziehung des Drucks oder der Druckänderung erfüllt ist (nämlich in einem Fall, in dem festgestellt wird, dass eine Verstopfung der Düse 24 vorliegt), weist die Streckensteuereinheit 6 die Formmaschine 2 an, einen Betrieb zur Beseitigung der Verstopfung durchzuführen. Beispielsweise erhöht die Formsteuereinheit 20 die Menge der in den Sandtank 22 zugeführten Druckluft basierend auf der Anweisung der Streckensteuereinheit 6. Dadurch wird der Druck im Sandtank 22 erhöht, und der Sand 23, der die Düse 24 verstopft, kann weggeblasen werden.
(Alarmbetrieb)
Wenn die oben beschriebene Beziehung des Drucks oder der Druckänderung erfüllt ist (d.h. wenn festgestellt wird, dass eine Verstopfung der Düse 24 vorliegt), kann die Streckensteuereinheit 6 einen Alarm auslösen. Der Alarm zeigt dem Arbeiter eine Anomaliemeldung und dergleichen an. Als Beispiel für eine Alarmverarbeitung zeigt die Streckensteuereinheit 6 einen Bildschirm über den Alarm auf der Ausgabeeinheit 65 an. Alternativ kann die Streckensteuereinheit 6 anstelle des Alarms auf dem Display oder zusätzlich zu diesem einen Alarmton aus einem nicht bebilderten Lautsprecher ertönen lassen oder eine Alarmlampe einschalten.
(Zusammenarbeit mit Analysevorrichtung)
In dem Fall, in dem die oben beschriebene Beziehung des Drucks oder der Druckänderung erfüllt ist (nämlich in dem Fall, in dem festgestellt wird, dass eine Verstopfung der Düse 24 vorliegt), gibt die Streckensteuereinheit 6 Informationen über eine Verstopfung an die Analysevorrichtung 5 aus. Falls der vom Drucksensor PA übernommene Druck im Sandtank 22 den Anfangsdruck früher als zu einem vorgegebenen Standardzeitpunkt erreicht, kann die Streckensteuereinheit 6 die Information über das Vorhandensein/Nichtvorhandensein einer Verstopfung an die Analysevorrichtung 5 ausgeben. Der vorbestimmte Standardzeitpunkt wird z. B. im Datenspeicher 62 (Beispiel für eine Zeitspeichereinheit) gespeichert. Der Standardzeitpunkt kann auch nicht in dem Datenspeicher 62, sondern in dem Speicher 63 gespeichert werden. Ein in 9 gezeigter Zeitpunkt t3 ist ein Zeitpunkt, bis zu dem der Druck den Druck P1 als vorgegebenen Schwellenwert erreicht. Wenn der vom Drucksensor PA übernommene Druck im Sandtank 22 den Anfangsdruck (z. B. Zeitpunkt t2 in der Abbildung) früher als zum vorbestimmten Standardzeitpunkt (Zeitpunkt t3) erreicht, bestimmt die Streckensteuereinheit 6, dass die Sandform M in einem Zustand ausgebildet ist, in dem eine Verstopfung der Düse 24 auftritt, und gibt die Informationen über das Vorhandensein/Nichtvorhandensein einer Verstopfung an die Analysevorrichtung 5 aus.
Die Analysevorrichtung 5 ändert ihren Betrieb in Reaktion auf die Übernahme der Informationen über eine Verstopfung von der Streckensteuereinheit 6. Wenn die Analysevorrichtung 5 beispielsweise die Informationen über das Vorhandensein/Nichtvorhandensein einer Verstopfung von der Streckensteuereinheit 6 übernimmt, betätigt die Analysevorrichtung 5 die externe Kraftaufbringungsvorrichtung 52, um pneumatischen Druck auf die Sandform M auszuüben, bevor die Sandform M abgebildet wird. Die Vorrichtung 52 zum Aufbringen einer externen Kraft bringt Luft eines Volumens (800 l/min), die den Sand bewegt, auf die Sandform M auf, bevor die Sandform M abgebildet wird. Infolgedessen kann die Vorrichtung 52 zum Aufbringen der externen Kraft den an der Oberflächenschicht der Sandform M haftenden Sand bewegen und die Oberfläche der zu prüfenden Sandform M freilegen. Alternativ kann die Analysevorrichtung 5 in dem Fall, in dem sie die Informationen über das Vorhandensein/Nichtvorhandensein einer Verstopfung von der Streckensteuereinheit 6 übernimmt, bewirken, dass die Sandform M in dem Starkvergrößerungsmodus abgebildet wird. Wie oben beschrieben, kann die Analysevorrichtung 5 in dem Fall, in dem die Informationen über eine Verstopfung übernommen werden, die Analyse vorsichtiger durchführen.
(Zusammenarbeit mit Sandschneider)
Die Streckensteuereinheit 6 erkennt, ob das Quetschen normal beendet wurde basierend auf dem Erkennungsergebnis (Quetschdruck) des Drucksensors PB. Beispielsweise vergleicht die Streckensteuereinheit 6 den im Normalzustand übernommenen Druck mit dem Erkennungsergebnis des Drucksensors P. Falls das Erkennungsergebnis einen Schwellenwert oder weniger beträgt, bestimmt die Streckensteuereinheit 6, dass das Quetschen nicht normal beendet wurde. Der Sandschneider 4 ändert seinen Betrieb je nachdem, ob eine Verstopfung der Düse 24 vorliegt oder nicht und ob das Quetschen normal beendet wurde.
Wenn beispielsweise das Quetschen normal beendet wurde (falls die Streckensteuereinheit 6 feststellt, dass eine Verstopfung der Düse 24 nicht vorliegt und das Quetschen normal beendet wurde), steuert die Streckensteuereinheit 6 die Förderstrecke 3 so, dass eine Relativgeschwindigkeit zwischen der Sandform M und einer Klinge 47 zu einer ersten Geschwindigkeit wird. Wenn das Quetschen abnormal beendet wurde (falls die Streckensteuereinheit 6 feststellt, dass eine Verstopfung der Düse 24 vorliegt und das Quetschen nicht normal beendet wurde), steuert die Streckensteuereinheit 6 die Förderstrecke 3 so, dass die Relativgeschwindigkeit zwischen der Sandform M und der Klinge 47 zu einer zweiten Geschwindigkeit wird, die niedriger als die erste Geschwindigkeit ist. Falls der Sandschneider 4 die sich bewegende Konfiguration dazu beinhaltet, wenn das Quetschen normalerweise beendet ist, betreibt der Sandschneider 4 die Klinge 47 so, dass die Relativgeschwindigkeit zwischen der Sandform M und der Klinge 47 die erste Geschwindigkeit wird. Wenn das Quetschen abnormal beendet wurde, betreibt der Sandschneider 4 die Klinge 47 so, dass die Relativgeschwindigkeit zwischen der Sandform M und der Klinge 47 zu einer zweiten Geschwindigkeit wird, die niedriger als die erste Geschwindigkeit ist.
(Zusammenfassung der Ausführungsform)
Gemäß dem Formsystem 1 wird die Information über eine Verstopfung der Düse 24 ausgegeben, wenn die Bedingung erfüllt ist, dass der Druck im Inneren des Sandtanks 22 während des Sandbefüllens, bei dem der Sand 23 im Sandtank 22 durch die Düse 24 in den Formkasten F eingebracht wird, höher ist als der Anfangsdruck. Da die Verstopfung der Düse, wie oben beschrieben, mechanisch erkannt wird, kann das Formsystem das Auftreten einer Verstopfung der Düse in angemessener Weise erkennen, verglichen mit einem Fall, in dem der Arbeiter die Verstopfung feststellt.
Falls die oben beschriebene Beziehung des Drucks oder der Druckänderung erfüllt ist (d.h. falls festgestellt wird, dass eine Verstopfung der Düse 24 vorliegt), führt das Formsystem 1 einen Vorgang durch, um die Verstopfung der Düse 24 zu beseitigen. Dadurch kann das Auftreten eines Formfehlers aufgrund eines unzureichenden Sandbefüllens durch Verstopfung der Düse vermieden werden.
Falls die oben beschriebene Beziehung des Drucks oder der Druckänderung erfüllt ist (nämlich falls festgestellt wird, dass eine Verstopfung der Düse 24 vorliegt), löst das Formsystem 1 einen Alarm aus. Somit ist es möglich, den Arbeiter oder dergleichen über die Verstopfung der Düse 24 zu informieren.
Falls die oben beschriebene Beziehung des Drucks oder der Druckänderung erfüllt ist (d. h. falls festgestellt wird, dass eine Verstopfung der Düse 24 vorliegt), gibt das Formsystem 1 die Informationen über eine Verstopfung an die Analysevorrichtung 5 aus. Somit kann das Formsystem 1 eine Bildanalyse des geformten Sandformlings M durchführen, wenn eine Verstopfung der Düse 24 auftritt.
Falls die oben beschriebene Beziehung des Drucks oder der Druckänderung erfüllt ist (d. h. falls festgestellt wird, dass eine Verstopfung der Düse 24 vorliegt), gibt das Formsystem 1 die Informationen über eine Verstopfung an die Analysevorrichtung 5 aus. Somit kann das Formsystem 1 eine Bildanalyse der geformten Sandform M durchführen, wenn eine Verstopfung der Düse 24 auftritt.
Falls die Analysevorrichtung 5 Informationen über das Vorhandensein/Nichtvorhandensein einer Verstopfung der Düse 24 übernimmt, bildet die Analysevorrichtung 5 die Sandform M in einem Starkvergrößerungsmodus ab. Daher ist es möglich, die Bildanalyse der Sandform M, die beim Auftreten einer Verstopfung der Düse 24 geformt wurde, detaillierter durchzuführen.
Der Sandschneider 4 ändert seinen Betrieb in Abhängigkeit davon, ob das Quetschen normal beendet wurde, unter Berücksichtigung der Härte der Sandform M (Festigkeit der Form) falls das Quetschen normal beendet wurde und falls das Quetschen nicht normal beendet wurde. Daher kann der Sandschneider 4 die Zerstörung der Sandform M vermeiden.
Falls festgestellt wird, dass eine Verstopfung der Düse 24 vorliegt und das Quetschen nicht normal beendet wurde, verlangsamt der Sandschneider 4 die Relativgeschwindigkeit zwischen der Sandform M und der Klinge 47 im Vergleich zu dem Fall, in dem das Quetschen normal beendet wurde. Daher kann der Sandschneider 4 eine Zerstörung der Sandform M vermeiden.
Die oben beschriebene Ausführungsform ist ein Beispiel für das Formsystem gemäß der vorliegenden Offenbarung. Das Formsystem gemäß der vorliegenden Offenbarung ist nicht auf das Formsystem 1 gemäß der Ausführungsform beschränkt, und das Formsystem 1 gemäß der Ausführungsform kann modifiziert oder auf das andere System angewendet werden, ohne von dem in jedem der Ansprüche beschriebenen Geist abzuweichen. Beispielsweise wurde das Formsystem 1 beschrieben, das das Verfahren (Belüftungsverfahren) anwendet, bei dem der Formraum 26 mit dem Sand 23 gefüllt wird, während die Druckluft aus der Mehrzahl von Löchern, die in dem Filter 22a auf der inneren Oberfläche des Sandtanks 22 vorgesehen sind, ausgestoßen wird, um den Sand 23 zum Schweben und Fließen zu bringen; das Formsystem ist jedoch nicht darauf beschränkt. Das Formsystem gemäß der vorliegenden Offenbarung kann ein Blasverfahren anwenden, bei dem die Druckluft dem Sandtank 22 zugeführt wird und der Sand durch Druck in den Formkasten geblasen wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2022041554 [0002]
WO 2018207646 [0003, 0004]

Claims

Formsystem, das eine Sandform formt, wobei das Formsystem umfasst: einen Formkasten; einen Tank, der mit einer Druckluftquelle verbunden ist, ein geöffnetes Endteil beinhaltet und dazu ausgestaltet ist, Sand im Inneren zu speichern; eine Düse, die an dem Endteil des Tanks angebracht und dazu ausgestaltet ist, den Sand in dem Tank in den Formkasten zu leiten; und eine Steuereinheit, die dazu ausgestaltet ist, Informationen über eine Verstopfung der Düse auszugeben, wenn während des Sandbefüllens, bei dem der Sand in dem Tank durch die Düse in den Formkasten eingebracht wird, eine Beziehung erfüllt ist, bei welcher der Druck im Inneren des Tanks höher ist als der Anfangsdruck während des Sandbefüllens, bei dem der Sand in den Formkasten eingebracht wird.
Formsystem, das eine Sandform formt, wobei das Formsystem umfasst: einen Formkasten; einen Tank, der mit einer Druckluftquelle verbunden ist, ein geöffnetes Endteil beinhaltet und dazu ausgestaltet ist, Sand im Inneren zu speichern; eine Düse, die an dem Endteil des Tanks angebracht und dazu ausgestaltet ist, den Sand in dem Tank in den Formkasten zu leiten; und eine Steuereinheit, die dazu ausgestaltet ist, Informationen über eine Verstopfung der Düse auszugeben, wenn während des Sandbefüllens, bei dem der Sand in dem Tank durch die Düse in den Formkasten eingebracht wird, eine Beziehung erfüllt ist, bei der eine Druckänderung im Inneren des Tanks größer ist als eine anfängliche Druckänderung während des Sandbefüllens, bei dem der Sand in den Formkasten eingebracht wird.
Formsystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuereinheit, wenn die Bedingung erfüllt ist, ein Betrieb zur Beseitigung der Verstopfung der Düse durchführt.
Formsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Steuereinheit einen Alarm ausgibt, wenn die Beziehung erfüllt ist.
Formsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, das ferner eine Analysevorrichtung umfasst, die dazu ausgestaltet ist, die Sandform abzubilden und eine Prüfung des Erscheinungsbildes der Sandform auf der Grundlage eines aufgenommenen Bildes durchzuführen, wobei wenn die Beziehung erfüllt ist, die Steuereinheit die Informationen an die Analysevorrichtung ausgibt.
Formsystem nach Anspruch 5, wobei die Analysevorrichtung ferner eine Vorrichtung zum Aufbringen einer externen Kraft beinhaltet, die in einem Fall, in dem die Information von der Steuereinheit übernommen wird, pneumatischen Druck auf die Sandform ausübt, bevor die Sandform abgebildet wird.
Formsystem nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Analysevorrichtung dazu ausgestaltet ist, einen Standardmodus, in dem die Sandform mit einer ersten Vergrößerung abgebildet wird, und einen Starkvergrößerungsmodus, in dem die Sandform mit einer stärkeren Vergrößerung als der ersten Vergrößerung abgebildet wird, umzuschalten, und in einem Fall, in dem die Informationen von der Steuereinheit übernommen werden, die Analysevorrichtung die Sandform zumindest im Starkvergrößerungsmodus abbildet.
Formsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, das ferner umfasst: einen Quetschmechanismus, der dazu ausgestaltet ist, den in den Formkasten eingefüllten Sand zu quetschen; einen Sandschneider, der dazu ausgestaltet ist, eine Form der Sandform zu gestalten; und einen Drucksensor, der dazu ausgestaltet ist, den Quetschdruck zu erkennen, wobei die Steuereinheit auf der Grundlage eines Erkennungsergebnisses des Drucksensors bestimmt, ob das Quetschen durch den Quetschmechanismus normal beendet wurde, und der Sandschneider einen Betrieb basierend auf dem Vorhandensein/Nichtvorhandensein einer Verstopfung der Düse und darauf, ob das Quetschen normal beendet wurde, ändert.
Formsystem nach Anspruch 8, wobei in einem Fall, in dem die Beziehung nicht erfüllt ist und von der Steuereinheit ermittelt wird, dass das Quetschen normal beendet wurde, der Sandschneider so arbeitet, dass eine Relativgeschwindigkeit zwischen der Sandform und einer Klinge eine erste Geschwindigkeit ist, und in einem Fall, in dem die Beziehung erfüllt ist und von der Steuereinheit ermittelt wird, dass das Quetschen nicht normal beendet wurde, der Sandschneider arbeitet, um zu bewirken, dass die relative Geschwindigkeit zwischen der Sandform und der Klinge eine zweite Geschwindigkeit ist, die niedriger als die erste Geschwindigkeit ist.
Formverfahren, umfassend: einen Schritt des Einbringens von Sand in einem Tank in einen Formkasten aus dem Tank durch eine Düse, wobei der Tank mit einer Druckluftquelle verbunden ist, ein geöffnetes Endteil beinhaltet und den Sand im Inneren speichert, wobei die Düse an dem Endteil des Tanks angebracht ist; und einen Schritt des Ausgebens von Informationen über eine Verstopfung der Düse, wenn eine Beziehung während des Schritts des Einbringens des Sandes in den Formkasten erfüllt ist, bei welcher der Druck im Inneren des Tanks höher ist als der Anfangsdruck während des Sandbefüllens, bei dem der Sand in den Formkasten eingebracht wird.
Formverfahren, umfassend: einen Schritt des Einbringens von Sand in einem Tank in einen Formkasten aus dem Tank durch eine Düse, wobei der Tank mit einer Druckluftquelle verbunden ist, ein geöffnetes Endteil beinhaltet und den Sand im Inneren speichert, wobei die Düse an dem Endteil des Tanks angebracht ist; und einen Schritt des Ausgebens von Informationen über die Verstopfung der Düse, wenn eine Beziehung während des Schritts des Einbringens des Sandes in den Formkasten erfüllt ist, bei der die Druckänderung im Inneren des Tanks größer ist als die anfängliche Druckänderung während des Sandbefüllens, bei dem der Sand in den Formkasten eingebracht wird.