DE102023202016A1

DE102023202016A1 - Formsystem und Formverfahren

Info

Publication number: DE102023202016A1
Application number: DE102023202016.5A
Authority: DE
Inventors: Takehiro Sugino; Umihiko Suzuki
Original assignee: Sintokogio Ltd
Current assignee: Sintokogio Ltd
Priority date: 2022-03-16
Filing date: 2023-03-07
Publication date: 2023-09-21
Also published as: US20230294165A1; CN116765337A; US11794237B2; JP2023136108A

Abstract

Ein Formsystem, das eine Sandform formt, weist einen Formkasten, einen mit einer Druckluftquelle verbundenen Behälter, der einen geöffneten Endteil aufweist und konfiguriert ist, um in seinem Innern Sand zu speichern, eine Düse, die am Endteil des Behälters angebracht und so konfiguriert ist, dass sie den Sand in dem Behälter in den Formkasten leitet, und eine Steuerungseinheit auf, die konfiguriert ist, um Informationen über ein Verstopfen der Düse auszugeben, wenn während der Sandbefüllung, bei der der Sand in dem Behälter durch die Düse in den Formkasten eingeleitet wird, eine Beziehung erfüllt ist, bei der die Eintrittszeit ab dem Beginn der Sandbefüllung bis zum Erreichen eines vorgegebenen Drucks kürzer ist als die im Voraus erhaltene anfängliche Eintrittszeit.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Formsystem und ein Formverfahren.
QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMEDLUNG
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2022-041555 , die am 16. März 2022 eingereicht wurde und deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme in die vorliegende Schrift aufgenommen ist.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Die internationale Veröffentlichung WO 2018/207646 offenbart eine Formvorrichtung. Die Vorrichtung weist einen Behälter, der in seinem Innern Sand speichert, sowie eine Düse auf, die den Sand in dem Behälter in einen Formkasten leitet. In den Behälter wird Druckluft zugeführt, und der Sand in dem Behälter wird mittels Druck durch die Düse in den Formkasten zugeführt. Der Druck im Inneren des Behälters wird von einem Drucksensor detektiert, und auf einer Anzeige wird ein Graph angezeigt, der eine Beziehung zwischen dem Druck und einer Zeit darstellt. In einem Fall, in dem der vom Sensor detektierte Druck einen voreingestellten Schwellenwert übersteigt, stellt ein Arbeiter fest, dass das Verstopfen der Düse eingetreten ist.
DARSTELLUNG
In der in der internationalen Veröffentlichung Nr. WO 2018/207646 offenbarten Vorrichtung bestimmt der Arbeiter das Auftreten einer Verstopfung der Düse. Daher gibt es einen Raum für Verbesserungen, um das Auftreten von Verstopfungen der Düse genauer zu detektieren. Die vorliegende Offenbarung stellt eine Technik bereit, um das Auftreten einer Verstopfung der Düse zweckmäßig zu detektieren.
Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Formsystem, das eine Sandform formt. Das Formsystem weist einen Formkasten, einen Behälter, eine Düse und eine Steuerungseinheit auf. Der Behälter ist mit einer Druckluftquelle verbunden, weist einen geöffneten Endteil auf und ist konfiguriert, um in seinem Innern Sand zu speichern. Die Düse ist an dem Endteil des Behälters angebracht und konfiguriert, um den Sand in dem Behälter in den Formkasten zu leiten. Die Steuerungseinheit ist konfiguriert, um Informationen über ein Verstopfen der Düse auszugeben, wenn während der Sandbefüllung, bei der der Sand in dem Behälter durch die Düse in den Formkasten eingeleitet wird, eine Beziehung erfüllt ist, bei der eine Eintrittszeit ab dem Beginn der Sandbefüllung bis zum Erreichen eines vorgegebenen Drucks kürzer ist als die im Voraus erhaltene anfängliche Eintrittszeit. Ein Verstopfen der Düse bezeichnet einen Zustand, in dem der Sand im Innern der Düse für die Sandbefüllung komprimiert wird, in dem der Sand in den Formkasten eingeleitet wird und die Sandbefüllung aufgrund eines vollständigen Verschlusses eines Strömungspfads nicht durchgeführt werden kann, oder einen Zustand, in dem eine Sandfüllmenge aufgrund eines teilweisen Zusetzens des Strömungspfads verringert wird.
Wenn die Düse verstopft, wird der Druck in dem Behälter erhöht. Daher ist die Zeit, die erforderlich ist, um den vorgegebenen Druck zu erreichen, kurz. Im Formsystem werden die Informationen über die Verstopfung der Düse ausgegeben, wenn während der Sandbefüllung die Beziehung erfüllt ist, bei der die Eintrittszeit ab dem Beginn der Sandbefüllung bis zum Erreichen eines vorgegebenen Drucks kürzer ist als die im Voraus erhaltene anfängliche Eintrittszeit. Da die Verstopfung der Düse wie oben beschrieben mechanisch detektiert wird, kann das Formsystem das Auftreten einer Verstopfung der Düse im Vergleich zu einem Fall, in dem ein Arbeiter die Verstopfung feststellt, zweckmäßig detektieren.
Bei einer Ausführungsform kann die Steuerungseinheit, wenn die oben beschriebene Beziehung erfüllt ist, einen Betrieb durchführen, um eine Verstopfung der Düse zu beseitigen. Eine solche Konfiguration ermöglicht es dem Formsystem, das Auftreten eines Formdefekts aufgrund einer unzureichenden Sandbefüllung durch Verstopfung der Düse zu vermeiden.
Bei einer Ausführungsform kann die Steuerungseinheit einen Alarm ausgeben, wenn die oben beschriebene Beziehung erfüllt ist. Eine solche Konfiguration ermöglicht es dem Formsystem, den Arbeiter etc. über das Auftreten einer Verstopfung der Düse zu benachrichtigen.
Bei einer Ausführungsform kann das Formsystem ferner eine Analysevorrichtung aufweisen, die konfiguriert ist, um die Sandform abzubilden und eine Inspektion des Aussehens der Sandform auf Grundlage eines aufgenommenen Bildes durchzuführen, und die Steuerungseinheit kann die Informationen an die Analysevorrichtung ausgeben, wenn die oben beschriebene Beziehung erfüllt ist. Eine solche Konfiguration ermöglicht es dem Formsystem, eine Bildanalyse der geformten Sandform durchzuführen, wenn ein Verstopfen der Düse auftritt.
Bei einer Ausführungsform kann die Analysevorrichtung ferner eine Vorrichtung zum Aufbringen einer externen Kraft umfassen, die in einem Fall, in dem die Informationen von der Steuerungseinheit erfasst werden, pneumatischen Druck auf die Sandform aufbringt, bevor die Sandform abgebildet wird. Eine solche Konfiguration ermöglicht es dem Formsystem, den Sand, der auf eine Oberfläche der Sandform fällt, durch den pneumatischen Druck zu bewegen und zu entfernen.
Bei einer Ausführungsform kann die Analysevorrichtung konfiguriert sein, um zwischen einem Standardmodus, in dem die Sandform mit einer ersten Vergrößerung abgebildet wird, und einem Modus hoher Vergrößerung, in dem die Sandform mit einer höheren Vergrößerung als der ersten Vergrößerung abgebildet wird, umzuschalten, und in dem Fall, dass die Informationen von der Steuerungseinheit erfasst werden, kann die Analysevorrichtung die Sandform zumindest im Modus hoher Vergrößerung abbilden. Eine solche Konfiguration ermöglicht es dem Formsystem, eine detailliertere Bildanalyse der beim Auftreten der Verstopfung einer Düse geformten Sandform durchzuführen.
Bei einer Ausführungsform kann das Formsystem ferner einen Quetschmechanismus, der konfiguriert ist, um den in den Formkasten gefüllten Sand zusammenzuquetschen, eine Sandfräse, die konfiguriert ist, um eine Formgebung der Sandform anzuordnen, und einen Drucksensor, der konfiguriert ist, um den Quetschdruck zu detektieren, aufweisen, wobei die Steuerungseinheit auf Grundlage eines Detektionsergebnisses des Drucksensors bestimmen kann, ob das Quetschen durch den Quetschmechanismus normal geendet hat, und die Sandfräse den Betrieb auf Grundlage des Vorliegens/Nicht-Vorliegens einer Verstopfung der Düse und der Tatsache, ob das Quetschen normal geendet hat, ändern kann. Die Härte der Sandform (Festigkeit der Form) kann zwischen einem Fall, in dem das Quetschen normal geendet hat, und einem Fall, in dem das Quetschen nicht normal geendet hat, unterschiedlich sein. Die Sandfräse des Formsystems ändert den Betrieb in Abhängigkeit davon, ob das Quetschen normal geendet hat. Auf diese Weise lässt sich eine Zerstörung der Sandform vermeiden.
Bei einer Ausführungsform kann die Sandfräse in einem Fall, in dem die oben beschriebene Beziehung nicht erfüllt ist und von der Steuerungseinheit bestimmt wird, dass das Quetschen normal geendet hat, so arbeiten, um zu veranlassen, 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 Steuerungseinheit bestimmt wird, dass das Quetschen nicht normal geendet hat, kann die Sandfräse so arbeiten, um zu veranlassen, dass die Relativgeschwindigkeit zwischen der Sandform und der Klinge eine zweite Geschwindigkeit ist, die niedriger als die erste Geschwindigkeit ist. Wie oben beschrieben, verlangsamt die Sandfräse in dem Fall, in dem die Düse verstopft ist und der Quetschvorgang noch nicht normal beendet wird, die Relativgeschwindigkeit zwischen der Sandform und der Klinge im Vergleich zu dem Fall, in dem die Düse nicht verstopft ist und der Quetschvorgang normal beendet wird. Dies ermöglicht es der Sandfräse, die Zerstörung der Sandform zu vermeiden.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Formverfahren, das die folgenden Schritte umfasst.

(1) Einen Schritt des Einführens von Sand in einem Behälter in einen Formkasten durch eine Düse aus dem Behälter, wobei der Behälter mit einer Druckluftquelle verbunden ist, einen geöffneten Endteil aufweist und in seinem Innern den Sand speichert, wobei die Düse an dem Endteil des Behälters angebracht ist.
(2) Einen Schritt des Ausgebens von Informationen über die Verstopfung der Düse, wenn bei dem Schritt des Einführens von Sand in den Formkasten eine Beziehung erfüllt ist, bei der eine Eintrittszeit zum Erreichen des vorgegebenen Drucks ab dem Beginn der Sandbefüllung kürzer ist als die im Voraus erhaltene anfängliche Eintrittszeit.
Das Formverfahren erzielt die gleichen Wirkungen wie das oben beschriebene Formsystem.

Gemäß der Technik der vorliegenden Offenbarung wird die Technik zum zweckmäßigen Detektieren des Auftretens von Verstopfung der Düse bereitgestellt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine Darstellung, die eine beispielhafte Konfiguration eines Gießsystems einschließlich eines Formsystems gemäß einer Ausführungsform darstellt;
2 ist ein Konfigurationsblockdiagramm des in 1 dargestellten Formsystems;
3 ist eine vertikale Querschnittsansicht, die den Zustand einer Formmaschine (Zustand in der Ursprungsposition) vor Beginn des Formbetriebs zeigt;
4 ist eine vertikale Querschnittsansicht, die einen Zustand der Formmaschine zeigt, in dem ein Formraum gebildet und mit Sand gefüllt ist;
5 ist eine vertikale Querschnittsansicht, die einen Zustand der Formmaschine beim Quetschen darstellt;
6 ist eine vertikale Querschnittsansicht, die einen Zustand der Formmaschine zeigt, die in die Ursprungsposition zurückkehrt, nachdem eine Form freigegeben wurde;
7 ist eine Vorderansicht einer Sandfräse;
8 ist eine Darstellung aus Sicht eines Pfeils VIII-VIII in 7; und
9 ist ein Graph, der die Anfangsdruckänderung im Innern eines Sandbehälters und die Druckänderung bei Detektion darstellt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung sind gleiche oder gleichwertige Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und sich überschneidende Beschreibungen werden nicht wiederholt. Die Abmessungsverhältnisse in den Zeichnungen stimmen nicht immer mit den beschriebenen Abmessungsverhältnissen überein. Die Begriffe „oben“, „unten“, „links“ und „rechts“ beziehen sich der Einfachheit halber auf einen dargestellten Zustand.
[Beispiel eines Gießsystems]
1 ist eine Darstellung, die eine beispielhafte Konfiguration eines Gießsystems einschließlich eines Formsystems gemäß der Ausführungsform zeigt. Das in 1 dargestellte Gießsystem 100 ist ein System zur Herstellung eines Gussteils. Wie in 1 dargestellt, weist das Gießsystem 100 eine Formmaschine 2, eine Förderlinie 3, eine Sandfräse 4, eine Analysevorrichtung 5 und eine Liniensteuerungseinheit 6 (Beispiel für eine Steuerungseinheit) auf. 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 zur Herstellung einer Sandform M. Die Formmaschine 2 formt die Sandform M unter Verwendung eines Formkastens F. Die Formmaschine 2 ist kommunikationstauglich mit der Liniensteuerungseinheit 6 verbunden. Die Formmaschine 2 beginnt mit der Herstellung der Sandform M in einem Formbereich als Reaktion auf den Empfang eines Formungsstartsignals von der Liniensteuerungseinheit 6. Die Formmaschine 2 gibt Sand (Formsand) in den Formkasten F, in dem ein Muster angeordnet ist, und druckbeaufschlagt den Sand im Formkasten F und verfestigt ihn. Die Formmaschine 2 formt die Sandform M, indem sie das Muster aus dem verfestigten Sand entnimmt. Die Sandform M ist eine aus gekoppeltem Ober- und Unterkasten.
Die Förderlinie 3 ist eine Einrichtung, die die Sandform M von stromaufwärts gelegenen zu stromabwärts befördert. Die Förderlinie 3 nimmt die Sandform M von der Formmaschine 2 auf und befördert die Sandform M zu einer Gießmaschine für geschmolzenes Metall (nicht dargestellt) auf der Stromabwärtsseite. Die Förderlinie 3 kann zum Beispiel eine Rollenbahn, eine Schiene, einen Wagen, auf dem die Sandform M und der Formkasten F platziert sind und der auf der Schiene läuft, eine Schiebevorrichtung, die auf der Seite der Formmaschine 2 angeordnet ist, und eine Dämpfungsvorrichtung, die auf der Seite der Gießmaschine für geschmolzenes Metall angeordnet ist, umfassen. In einem Fall, in dem die Förderlinie 3 eine Antriebsrolle enthält, ist eine Rollenlauffläche auf einem Formbrett B vorgesehen. Die Förderlinie 3 befördert nacheinander eine Vielzahl von Sandformen M und eine Vielzahl von Formkästen F, die in gleichen Abständen auf der Rollenbahn oder der Schiene angeordnet sind, von der Formmaschine 2. Die Förderlinie 3 wird intermittierend angetrieben und befördert die Sandformen M und die Formkästen F um eine vorgegebene Anzahl von Formkästen. Die vorgegebene Anzahl von Formkästen kann ein Formkasten oder eine Vielzahl von Formkästen sein. Die Förderlinie 3 ist kommunikationstauglich mit der Liniensteuerungseinheit 6 verbunden. Die Förderlinie 3 befördert die Vielzahl von Sandformen M und die Vielzahl von Formkästen F um die vorgegebene Anzahl von Formkästen in Reaktion auf den Empfang eines Formkastenzuführungssignals von der Liniensteuerungseinheit 6. Wenn die Förderung der vorgegebenen Anzahl von Formkästen abgeschlossen ist, sendet die Förderlinie 3 ein Signal zur Abschließen der Formkastenzuführung an die Liniensteuerungseinheit 6.
Die Sandfräse 4 ist in der Förderlinie 3 bereitgestellt und passt eine Formgebung der Sandform M an. Die Sandfräse 4 passt die Formgebung der Sandform M an, indem sie zum Beispiel während der Förderung eine Klinge auf die geförderte Sandform M aufsetzt. Die Sandfräse 4 ist kommunikationstauglich mit der Liniensteuerungseinheit 6 verbunden. Die Sandfräse 4 arbeitet auf Grundlage eines Steuersignals der Liniensteuerungseinheit 6. Die Sandfräse 4 weist zum Beispiel einen Hebemechanismus, der die Klinge so anhebt und absenkt, dass sie sich der Sandform M nähert oder von ihr getrennt wird, auf. Die Sandfräse 4 stoppt die Klinge auf Grundlage des Steuersignals der Liniensteuerungseinheit 6 in einer Höhe, in der die Klinge an überschüssigem Sand unter Förderung der Sandform M anliegt. Zum Beispiel wird die Höhe der Klinge so eingestellt, dass die Klinge an dem überschüssigen Sand anliegt, der sich auf der Rückseite der Sandform M gebildet hat. Die Liniensteuerungseinheit 6 veranlasst die Förderlinie 3, die aufeinanderfolgenden Sandformen M um einen Abstand („pitch“) (um einen Formkasten) in einer Formkastenbewegungsrichtung zu fördern, wenn die Einstellung der Klingenhöhe abgeschlossen ist. Im Ergebnis, wenn die Sandform Meine Installationsposition der Sandfräse 4 durchläuft, wird der überschüssige Sand der beförderten Sandform M von der Klinge der Sandfräse 4 abgeschnitten, und die Sandform wird eben gemacht. Die Sandfräse 4 kann auch so konfiguriert sein, dass die Klinge auf Grundlage des Steuersignals der Liniensteuerungseinheit 6 in horizontaler Richtung bewegbar ist. Zum Beispiel kann die Sandfräse 4 den überschüssigen Sand der Sandform M abschneiden bzw. abfräsen, indem sie die Klinge unter Stehen oder unter Förderung zur Sandform M bewegt. Die Sandfräse 4 kann die Formgebung der Sandform M durch Änderung der Relativgeschwindigkeit zwischen der Sandform M und der Klinge anpassen. Die Einzelheiten der Sandfräse 4 werden im Folgenden beschrieben.
Die Analysevorrichtung 5 ist in der Förderlinie 3 vorgesehen, bildet die Sandform M auf der Förderlinie 3 ab und führt eine Inspektion des Aussehens der Sandform auf Grundlage eines aufgenommenen Bildes durch. Die Analysevorrichtung 5 kann mit der Liniensteuerungseinheit 6 kommunikationstauglich verbunden sein. Die Analysevorrichtung 5 und die Liniensteuerungseinheit 6 können kooperierend miteinander arbeiten. Die Einzelheiten der Analysevorrichtung 5 werden im Folgenden beschrieben. Die analysierte Sandform M wird zu einem Kerneinlegebereich W befördert. Ein Arbeiter hält sich in dem Kerneinlegebereich W auf und legt einen Kern in die Sandform M ein. Die Sandform M, in die der Kern eingelegt wurde, wird über die Förderlinie 3 zu einem Bereich befördert, in dem eine Nachbearbeitung durchgeführt wird.
Die Liniensteuerungseinheit 6 ist ein Controller, der das Gießsystem 100 in seiner Gesamtheit steuert. Die Liniensteuerungseinheit 6 ist mit der Formmaschine 2, der Förderlinie 3, der Sandfräse 4 und der Analysevorrichtung 5 kommunikationstauglich verbunden. Die Liniensteuerungseinheit 6 arbeitet mit der Formmaschine 2, der Förderlinie 3, der Sandfräse 4 und der Analysevorrichtung 5 zusammen, um ein Formsystem 1 zu bilden. Es kann sein, dass das Formsystem 1 kann auch die Sandfräse 4 und die Analysevorrichtung 5 nicht aufweist.
[Einzelheiten des Formsystems]
2 ist ein Konfigurationsblockdiagramm des in 1 dargestellten Formsystems. Wie in 2 dargestellt, weist das Formsystem 1 die Formmaschine 2, die Sandfräse 4, die Analysevorrichtung 5 und die Liniensteuerungseinheit 6 auf.
Die Liniensteuerungseinheit 6 ist als Computersystem konfiguriert, das einen Prozessor 61, z.B. einen Hauptprozessor (CPU), einen Arbeitsspeicher 62, zum Beispiel einen Direktzugriffsspeicher (RAM) und einen Festwertspeicher (ROM), einen Speicher 63, zum Beispiel eine Festplatte (HDD), eine Eingabeeinheit 64, zum Beispiel eine Maus und eine Tastatur, und eine Ausgabeeinheit 65, zum Beispiel eine Anzeige, aufweist. Die Liniensteuerungseinheit 6 kann als speicherprogrammierbare Steuerung (Programmable Logic Controller, PLC) konfiguriert sein. Die Liniensteuerungseinheit 6 verwirklicht die Funktionen der Liniensteuerungseinheit 6 durch den Betrieb von Hardware unter Steuerung des Prozessors auf Grundlage von im Arbeitsspeicher gespeicherten Computerprogrammen.
Die Formmaschine 2 weist eine Formsteuerungseinheit 20 und einen Sensor 21 auf. Die Formsteuerungseinheit 20 weist einen Prozessor, einen Arbeitsspeicher und ähnliches wie die Liniensteuerungseinheit 6 auf. Die Formsteuerungseinheit 20 steuert den Betrieb der Formmaschine 2 auf Grundlage eines Befehls von der Liniensteuerungseinheit 6. Die Formmaschine 2 stellt die Sandform M auf Grundlage von Forminformationen her, die die Formsteuerungseinheit 20 von der Liniensteuerungseinheit 6 empfängt. Die Forminformationen beinhalten Informationen, die einen Typ eines Musters für ein Erzeugnis angeben. Der Sensor 21 erfasst verschiedene Arten von Daten bei der Herstellung durch die Formmaschine 2. Der Sensor 21 weist einen Drucksensor PA auf, der den Druck in einem Sandbehälter der unten beschriebenen Formmaschine 2 detektiert. Der Sensor 21 kann einen Drucksensor PB beinhalten, der den Quetschdruck der unten beschriebenen Formmaschine 2 detektiert. Die Formsteuerungseinheit 20 gibt ein vom Sensor 21 detektiertes Ergebnis an die Liniensteuerungseinheit 6 aus.
Die Analysevorrichtung 5 weist eine Analysesteuerungseinheit 50, eine Abbildungsvorrichtung 51 und eine Vorrichtung zum Aufbringen einer externen Kraft 52 auf. Die Analysesteuerungseinheit 50 weist einen Prozessor, einen Arbeitsspeicher und ähnliches wie die Liniensteuerungseinheit 6 auf. Die Analysesteuerungseinheit 50 steuert den Betrieb der Abbildungsvorrichtung 51 und der Vorrichtung zum Aufbringen einer externen Kraft 52 auf Grundlage von Befehlen von der Liniensteuerungseinheit 6. Die Analysesteuerungseinheit 50 identifiziert einen Typ der zu inspizierenden Sandform M auf Grundlage der von der Liniensteuerungseinheit 6 empfangenen Forminformationen und inspiziert die Sandform M auf Grundlage des Typs der Sandform M.
Die Abbildungsvorrichtung 51 bildet die Sandform M auf der Förderlinie 3 ab. Die Abbildungsvorrichtung 51 weist ein Objektiv mit variabler Vergrößerung und einen Bildsensor auf. Die Abbildungsvorrichtung 51 bildet die Sandform M entweder in einem Standardmodus oder in einem Modus hoher Vergrößerung ab und gibt ein Bild aus. Der Standardmodus ist ein Modus, in dem die Sandform M mit einer ersten Vergrößerung abgebildet wird, und der Modus hoher Vergrößerung ist ein Modus, in dem die Sandform M mit einer höheren Vergrößerung als der ersten Vergrößerung abgebildet wird.
Die Analysesteuerungseinheit 50 gibt ein Signal aus, das ein Ergebnis der Inspektion dahingehend angibt, ob die zu prüfende Sandform M normal ist, auf Grundlage der Sandform M und einem aufgenommenen Bild einer Oberfläche der Sandform M (Inspektionsbild). Zum Beispiel verarbeitet die Analysesteuerungseinheit 50 ein Bild der Oberfläche der Sandform M in einem normalen Zustand als Referenzbild und speichert in einer Speichervorrichtung oder dergleichen ein Bild, das durch die Abbildung einer normalen Sandform M durch die Abbildungsvorrichtung 51 für jede Sandform M erlangt wurde. Die Analysesteuerungseinheit 50 gibt das Signal, das das Inspektionsergebnis anzeigt, zum Beispiel auf folgende Weise aus. Die Analysesteuerungseinheit 50 vergleicht zunächst die Farben des Inspektionsbildes mit denen des Referenzbildes. Die Analysesteuerungseinheit 50 erzeugt dann ein Differenzbild zwischen dem Inspektionsbild und dem Referenzbild. Die Analysesteuerungseinheit 50 entfernt dann das Rauschen aus dem Differenzbild. Die Analysesteuerungseinheit 50 führt dann eine Partikelanalyse des Differenzbildes durch, um charakteristische Größen wie Positionen, Flächen und Längen von Flecken im Differenzbild zu berechnen. Die Analysesteuerungseinheit 50 bestimmt auf Grundlage einer minimalen Defektgröße, ob es sich bei jedem der Flecken um einen Defekt handelt, und entfernt die Flecken, bei denen bestimmt wurde, dass es sich nicht um einen Defekt handelt, aus dem Differenzbild, wodurch die verbleibenden Flecken als Defekte detektiert werden. Die Analysesteuerungseinheit 50 bestimmt dann Pseudodefekte aus den im Differenzbild enthaltenen Flecken, zum Beispiel auf Grundlage der Farben der Flecke (Defekte). Bei den Pseudodefekten handelt es sich um Bereiche, die eine hohe Leuchtdichte aufweisen, zum Beispiel aufgrund von Lichtreflexionen an der Oberfläche eines Objekts, und die im Wesentlichen keine Defekte sind. Die Analysesteuerungseinheit 50 entfernt die Pseudodefekte aus dem Differenzbild, um ein Defektbild zu erzeugen. Ist in dem Defektbild kein Defekte beinhaltet, gibt die Analysesteuerungseinheit 50 ein Signal aus, das anzeigt, dass die zu prüfende Sandform M normal ist. In einem Fall, bei dem das Defektbild einen Defekt beinhaltet, gibt die Analysesteuerungseinheit 50 ein Signal aus, das anzeigt, dass die zu prüfende Sandform M abnorm ist.
Die Vorrichtung zum Aufbringen einer externen Kraft 52 bringt pneumatischen Druck auf die Sandform M aus. Bevor die Sandform M abgebildet wird, bringt die Vorrichtung zum Aufbringen einer externen Kraft 52 zum Beispiel Luft mit einem Volumen (800 l/min), das den Sand bewegt, auf die Sandform M auf. Dadurch kann die Vorrichtung zum Aufbringen einer externen Kraft 52 den an einer Oberflächenschicht der Sandform M anhaftenden Sand bewegen und eine zu inspizierende Vorderfläche der Sandform M freilegen. Die Vorrichtung zum Aufbringen einer externen Kraft 52 ist zum Beispiel eine Luftbeschickungsvorrichtung mit einem Lüfter oder einem Gebläse.
[Einzelheiten der Formmaschine]
3 ist eine vertikale Querschnittsansicht, die einen Zustand der Formmaschine (Zustand in der Ursprungsposition) vor Beginn des Formbetriebs zeigt. 4 ist eine vertikale Querschnittsansicht, die einen Zustand der Formmaschine zeigt, in dem ein Formraum gebildet 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 Ursprungsposition zurückkehrt, nachdem die Form freigegeben wurde. 3 bis 6 zeigen die Zustände „Ursprungsposition“, „Sandbefüllung“, „Quetschen“ und „Betrieb zur Rückkehr in die Ursprungsposition“ der Formmaschine 2.
Wie in 3 bis 6 dargestellt, beinhaltet die Formmaschine 2 einen Sandbehälter 22 (Beispiel für einen Behälter). Der Sandbehälter 22 speichert in seinem Innern Sand 23. Der Sandbehälter 22 beinhaltet an einer Innenfläche einen Filter 22a, der mit Luftaustrittslöchern versehen ist, die mit einer nicht dargestellten Druckluftquelle verbunden sind und Luft ausstoßen. Ein unterer Endteil des Sandbehälters 22 ist geöffnet. Am unteren Endteil des Sandbehälters 22 ist eine Düse 24 vorgesehen.
Der Formkasten F ist unterhalb des Sandbehälters 22 angeordnet. Der Formkasten F bildet zumindest zusammen mit einer Musterplatte 25 einen Formraum 26 (siehe 4). Der im Sandbehälter 22 gespeicherte Sand 23 wird durch die Düse 24 in den Formraum 26 (Beispiel für ein Inneres des Formkastens F) geleitet.
Ein segmentierter Quetschfuß 27 (Beispiel für einen Quetschmechanismus) ist am unteren Endteil des Sandbehälters 22 so vorgesehen, dass er benachbart der Düse 24 liegt. Der Quetschfuß 27 fungiert als Quetscheinrichtung, die den in den Formraum 26 eingefüllten Sand 23 komprimiert.
Die Formmaschine 2 weist ferner eine Formbasis 28 auf. Auf der Formbasis 28 ist eine Vielzahl von Formkastenstellzylindern 29 aufgestellt. Ferner ist ein Hebestützrahmen 30 zwischen den vorderen Enden der Kolbenstangen 29a der Formkastenstellzylinder 29 installiert. Mit anderen Worten sind die Formkastenstellzylinder 29 nach oben gerichtet, wobei die Enden auf der Seite der Formbasis 28 als Rückzugsenden dienen. Wie in 6 dargestellt, ist der Drucksensor PB, der den Quetschdruck detektiert, an jedem der Formkastenstellzylinder 29 bereitgestellt.
Ein mittlerer Teil einer Musteraustauschvorrichtung 31 ist in einer horizontalen Ebene drehbar an einem unteren Teil eines der Vielzahl von Formkastenstellzylindern 29 gelagert. Ein Musterträger 32, auf dem die oben beschriebene Musterplatte 25 angeordnet ist, wird an jedem der Endteile der Musteraustauschvorrichtung 31 platziert, während er durch eine nicht dargestellte Feder um etwa 5 mm angehoben wird. Die Musterträger 32 sind so konfiguriert, dass sie die Musterplatten 25 abwechselnd in/aus einem mittleren oberen Teil der Formbasis 28 eintragen/austragen.
Der oben beschriebene Sandbehälter 22 ist an dem Hebestützrahmen 30 aufgehängt. Eine Sandeinfüllöffnung 22b, die durch einen Absperrschieber 33 geöffnet/geschlossen wird, ist am oberen Ende des Sandbehälters 22 vorgesehen. Ferner ist, wie oben beschrieben, der Filter 22a zum Ausblasen von Luft im Wesentlichen über die gesamte Innenfläche des Sandbehälters 22 bereitgestellt. Der Filter 22a ist ein poröser Körper mit einer großen Anzahl von Löchern, die jeweils eine Größe von etwa 10 µm bis etwa 80 µm über die gesamte Oberfläche aufweisen, und ist zum Beispiel aus gesintertem Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht gefertigt. Zwischen dem Filter 22a und der Innenfläche des Sandbehälters 22 befindet sich eine Hohlkammer 22c. Der Hohlkammer 22c wird Druckluft von 0,05 MPa bis 0,18 MPa von der nicht dargestellten Druckluftquelle zugeführt, die durch einen oberen Luftkanal 34 und einen unteren Luftkanal 35 kommuniziert. Ferner ist in der Hohlkammer 22c der Drucksensor PA vorgesehen, der den Druck im Inneren des Sandbehälters 22 detektiert. Der Sandbehälter 22, der wie oben beschrieben konfiguriert ist, veranlasst den Sand 23 durch Druckluft, die aus der Vielzahl 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 veranlasst.
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 Sandbehälters 22 in einer Weise derart angeordnet, um vertikal bewegbar zu sein und umgibt die Düse 24 und den Quetschfuß 27. Der Füllrahmen 36 ist an Füllrahmenzylinder 37 gekoppelt, die unten am Hebestützrahmen 30 vorgesehen sind, und wird von den Füllrahmenzylindern 37 vertikal bewegt.
Der Hebestützrahmen 30 ist mit Rahmen 38 versehen, die außerhalb des Sandbehälters 22 an der Unterseite positioniert sind, und ein Tragförderer 39 (Beispiel für die Förderlinie 3), der den Formkasten F ein- und austrägt, ist durch die Rahmen 38 an dem Hebestützrahmen 30 aufgehängt. Der Tragförderer 39 ist zum Beispiel eine Rollenbahn.
Als nächstes wird ein Formverfahren unter Verwendung der oben beschriebenen Formmaschine 2 beschrieben. In dem Formverfahren wird die Sandbefüllung wie in 4 dargestellt von der in 3 dargestellten Ursprungsposition aus durchgeführt, der Sand wird wie in 5 dargestellt komprimiert, und der Formfreigabebetrieb wird wie in 6 dargestellt durchgeführt. Die Einzelheiten dazu werden im Folgenden beschrieben.
3 zeigt einen Zustand, in dem der Sand 23 in den Sandbehälter 22 eingefüllt ist und der leere Formkasten F in den Tragförderer 39 befördert wird. Einer der Musterträger 32 wird auf die Musteraustauschvorrichtung 31 gesetzt, während er durch die nicht dargestellte Feder um einige mm angehoben wird, und hat einen Spalt mit der Formbasis 28. Danach bildet der gesamte Segmentquetschfuß 27 Ausnehmungen und Vorsprünge, die den Vorsprüngen und Ausnehmungen der darunter angeordneten Musterplatte 25 entsprechen. Ferner ist der eine der Musterträger 32 durch eine nicht dargestellte Klemmvorrichtung an die Formbasis 28 druckgebondet.
Nachdem der Absperrschieber 33 betätigt wird, um die Sandeinfüllöffnung 22b in diesem Zustand zu schließen, fahren die Füllrahmenzylinder 37 aus, um den Füllrahmen 36 abzusenken und den Füllrahmen 36 so zu drücken, dass er in engem Kontakt mit der Oberseite des Formkastens F steht. Außerdem werden die Formkastenstellzylinder 29 zurückgezogen, um zu bewirken, dass der Formkasten F in engem Kontakt mit einem Außenumfang der Musterplatte 25 steht. Dadurch wird ein Zustand erreicht, in dem der Formraum 26 gebildet wird.
Danach wird der Formraum 26, der durch den Formkasten F, die Musterplatte 25, den Füllrahmen 36, den Quetschfuß 27, die untere Fläche des Sandbehälters 22 und dergleichen gebildet wird, mit dem Sand 23 gefüllt, wie in 4 dargestellt, während die Druckluft aus einer großen Anzahl von Löchern, die im Filter 22a vorgesehen sind, in den Sandbehälter 22 geblasen wird, um den Sand 23 im Sandbehälter 22 zum Schweben und Fließen zu bringen. Zu diesem Zeitpunkt wird die Druckluft beim Füllen aus den nicht dargestellten Entlüftungslöchern, die in Füllrahmen 36 und Musterplatte 25 bereitgestellt sind, abgesaugt. Zu diesem Zeitpunkt ist die Abluftmenge aus den Entlüftungslöchern steuerbar, wodurch sich die Fülldichte des Formsandes teilweise einstellen lässt.
Danach werden der Hebestützrahmen 30 und die vom Hebestützrahmen 30 getragenen Elemente durch weiteres Zurückziehen der Formkastenstellzylinder 29 und Zurückziehen der Füllrahmenzylinder 37 abgesenkt, und der Sand 23 wird komprimiert, bis die gesamte untere Fläche des segmentierten Quetschfußes 27 eben wird. Wenn ein solcher Quetschbetrieb durchgeführt wird, wird ein wie in 5 dargestellter Zustand erreicht.
Als nächstes wird die Form, wie in 6 dargestellt, freigegeben. Der Formkasten F wird vom Tragförderer 39 hochgehoben, während der Sandbehälter 22 angehoben wird, um den komprimierten Sand 23a im Formkasten F von der Musterplatte 25 zu freizugeben. Danach werden der Sandbehälter 22 und der Tragförderer 39 angehoben, um in die Ursprungsposition in 3 zurückzukehren. Der Betrieb, bei dem die Elemente vertikal bewegt werden, um in die Ursprungsposition zurückzukehren, wird als Betrieb zur Rückführung in die Ursprungsposition bezeichnet. Nachdem der Betrieb zur Rückführung in die Ursprungsposition abgeschlossen ist, wird der Absperrschieber 33 betätigt, um die Sandeinfüllöffnung 22b zu öffnen, und der Sandbehälter 22 wird erneut mit Sand 23 gefüllt.
Anschließend wird der bereits geformte Formkasten F vom Tragförderer 39 in horizontaler Richtung ausgetragen und der leere Formkasten F eingetragen. Außerdem wird die Musteraustauschvorrichtung 31 um 180 Grad gedreht, und die Musterplatte 25 wird gegen die außerhalb platzierte Musterplatte 25 ausgetauscht. Der oben beschriebene Betrieb wird dann wiederholt.
[Einzelheiten der Sandfräse]
7 ist eine Vorderansicht der Sandfräse. 8 ist eine Darstellung aus Sicht eines Pfeils VIII-VIII in 7. Die Sandfräse 4 schabt einen Sandklumpen (überschüssiger Sand 1b) von der Sandform M ab, die durch den in der Formmaschine 2 vorgesehenen Tragförderer 39 befördert wird. Bei der zu fördernden Sandform M handelt es sich um eine Form mit einem Formkasten, die zusammen mit dem Formkasten F transportiert wird.
Wie in 7 und 8 dargestellt, wird die Sandform M von der Förderlinie 3 befördert. Beispiele der Förderlinie 3 können zum Beispiel eine Rollenbahn umfassen. Unterhalb der jeweiligen Rollenbefestigungsrahmen 3a der Förderlinie 3 sind Führungsstangen 42 gegenüberliegend angeordnet. Die Führungsstangen 42 durchdringen die jeweiligen Halterungen 43. Die Halterungen 43 sind so ausgebildet, dass sie vertikal zu den jeweiligen Führungsstangen 42 verschiebbar sind.
Ein zwischen den Halterungen 43 positionierter Heberahmen 44 ist mit den Halterungen 43 verbunden. An dem Heberahmen 44 ist eine durch Bolzen 45 höhenverstellbare Klingenmontagebasis 46 befestigt. An einem vorderen Ende der Klingenmontagebasis 46 ist eine Klinge 47 abnehmbar befestigt. Ein Zylinder 41 ist mit einem mittleren unteren Teil des Heberahmens 44 verbunden. Die Halterungen 43 sind so konfiguriert, dass sie an den jeweiligen Bolzen 48 als höhenverstellbare Anschläge an den aufsteigenden Enden und an den jeweiligen Bolzen 49 als höhenverstellbare Anschläge an den absteigenden Enden anliegen.
Bevor die Sandform M befördert wird, wird die Klinge 47 durch Ausfahren des Zylinders 41 angehoben. Außerdem wird die Klinge 47 auf einer vorgegebenen Höhe fixiert, und die Höhenabmessung von der hinteren Fläche des Formkastens F bis zur Oberseite der Klinge 47 wird mit Hilfe der Bolzen 45 und der Bolzen 48 auf eine gewünschte Abmessung eingestellt. Zum Beispiel wird die Höhenabmessung auf 0,5 mm eingestellt. In diesem Zustand befördert die Förderlinie 3 die Sandform M um eine Teilung (einen Formkasten) in einer Förderrichtung D 1. Während der Förderung wird der überschüssige Sand 1b von der Klinge 47 abgeschnitten bzw. abgefräst. Dadurch wird die Höhenabmessung von der hinteren Fläche des Formkastens F zu einer vorstehenden hinteren Fläche MS der Sandform M auf 0,5 mm gebracht und die hintere Fläche MS der Sandform M wird eben gemacht. Wenn der überschüssige Sand 1b eines oberen Formkastens oder eines unteren Formkastens nicht abgefräst wird, genügt es, den Zylinder 41 zurückzuziehen.
Die Sandfräse 4 ist nicht auf die in 7 und 8 dargestellte Vorrichtung beschränkt und kann auf verschiedene Weise modifiziert werden. Zum Beispiel kann die Sandfräse eine Konfiguration aufweisen, bei der sich die Sandfräse so bewegt, dass sie sich der Sandform M aus einer Richtung senkrecht zur Förderrichtung D1 der Sandform M nähert. In diesem Fall arbeitet die Sandfräse, um die hintere Fläche MS der Sandform M zu rakeln. Als konkretes Beispiel schabt bzw. rakelt die Sandfräse den überschüssigen Sand auf der hinteren Oberfläche MS der Sandform M ab, indem sie die Klinge veranlasst, als Reaktion auf den Empfang des Signals für die Beendigung der Formkastenzufuhr von der Liniensteuerungseinheit 6 zur Sandform M zu laufen. Die Sandfräse gibt ein Sandfräseabschlusssignal an die Liniensteuerungseinheit 6 aus. Die Liniensteuerungseinheit 6 veranlasst die Förderlinie 3, als Reaktion auf den Empfang des Sandfräsabschlusssignals die Sandform M zu fördern.
[Betrieb der Liniensteuerungseinheit]
(Düsenverstopfungsdetektion)
Wenn während der Sandbefüllung, bei der der Sand im Sandbehälter 22 durch die Düse 24 in den Formkasten F eingefüllt wird, eine Beziehung erfüllt ist, bei der der Druck im Sandbehälter 22 höher ist als der Anfangsdruck während der Sandbefüllung, bei der der Sand in den Formkasten F eingefüllt wird, gibt die Liniensteuerungseinheit 6 Informationen über die Verstopfung der Düse 24 aus. Alternativ kann die Liniensteuerungseinheit 6 während der Sandbefüllung, bei der der Sand im Sandbehälter 22 durch die Düse 24 in den Formkasten F eingeleitet wird, die Informationen über die Verstopfung der Düse 24 ausgeben, wenn eine Beziehung erfüllt ist, bei der die Druckänderung im Sandbehälter 22 größer ist als die Anfangsdruckänderung während der Sandbefüllung, bei der der Sand in den Formkasten F eingeleitet wird. Die Information über die Verstopfung der Düse 24 ist zum Beispiel ein Zeichen, ein Symbol, eine Figur, ein Ton, ein Bild oder eine Vibration, das/die das Auftreten einer Verstopfung der Düse 24 anzeigt. Im Folgenden werden einige Beispiele beschrieben, in denen bestimmt wird, ob die oben beschriebene Beziehung erfüllt ist.
(Beispiel, bei dem der vom Sensor gemessene Druck ermittelt wird)
Die Liniensteuerungseinheit 6 beinhaltet zum Beispiel einen Arbeitsspeicher 62, in dem der vom Drucksensor PA detektierte Druck im Innern des Sandbehälters 22 während der Befüllung mit Sand 23 gespeichert wird. Die Liniensteuerungseinheit 6 kann in dem Arbeitsspeicher 62 den vom Drucksensor PA detektierte Druck (Messwert bei der Detektion) zugeordnet mit einer Zeit speichern. Die zuzuordnende Zeit ist die Zeit, zu der der Druck gemessen wird. Infolgedessen wird der Druckübergang im Arbeitsspeicher 62 gespeichert. Es kann sein, dass der detektierte Druck und der Druckübergang nicht im Arbeitsspeicher („memory“) 62, sondern im Speicher („storage“) 63 gespeichert werden.
Die Liniensteuerungseinheit 6 erfasst den Druck bzw. den Druckübergang im Innern des Sandbehälters 22 während der Befüllung mit dem Sand 23 durch Zurückgreifen auf den Arbeitsspeicher 62. Zum Beispiel speichert der Arbeitsspeicher 62 zuvor den Anfangsdruck oder die Anfangsdruckänderung im Innern des Sandbehälters 22. Der Anfangsdruck und die Anfangsdruckänderung sind ein vorgegebener Druck und ein vorgegebener Druckübergang (mit der Zeit), um das Auftreten einer Verstopfung der Düse zu detektieren. Der Anfangsdruck und die Anfangsdruckänderung sind zum Beispiel Detektionsergebnisse des Drucksensors PA, wenn der Formkasten F zum Zeitpunkt der ersten Aktivierung des Formsystems 1 mit dem Sand 23 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 erfolgt, ein Zeitpunkt, an dem die Befüllung mit dem Sand 23 zum ersten Mal nach dem Musterwechsel erfolgt, der Zeitpunkt, an dem die Befüllung mit dem Sand 23 zum ersten Mal nach dem Formwechsel (Musterwechsel) erfolgt, oder ein Zeitpunkt, an dem die Befüllung mit dem Sand 23 zum ersten Mal an einem Betriebstag erfolgt. Es kann sein, dass der Anfangsdruck und die Anfangsdruckänderung nicht im Arbeitsspeicher 62, sondern im Speicher 63 gespeichert werden.
In einem Fall, in dem eine Beziehung erfüllt ist, bei der unter Bezugnahme auf den Arbeitsspeicher 62 der vom Drucksensor PA detektierte Druck höher ist als der Anfangsdruck, gibt die Liniensteuerungseinheit 6 die Information über das Verstopfen der Düse 24 aus. Wie oben beschrieben, speichert die Liniensteuerungseinheit 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 unter Bezugnahme auf den Arbeitsspeicher 62 eine Beziehung erfüllt ist, bei der die vom Drucksensor PA detektierte Druckänderung größer ist als die Anfangsdruckänderung, kann die Liniensteuerungseinheit 6 die Informationen über das Verstopfen der Düse 24 ausgeben. Wie oben beschrieben, kann die Liniensteuerungseinheit 6 den Druckwert in dem Speichermedium speichern und vergleicht den Druckwert mit der Anfangsdruckänderung als Schwellenwert, wodurch bestimmt wird, ob die oben beschriebene Beziehung erfüllt ist.
Die Liniensteuerungseinheit 6 kann auf den Arbeitsspeicher 62 zurückgreifen und die Zeit (Eintrittszeit) ab dem Beginn der Sandbefüllung bis der von dem Drucksensor Pa detektierte Druck einen vorgegebenen Druck erreicht, bestimmen. Dann kann die Liniensteuerungseinheit 6 Informationen ausgeben, die eine Verstopfung der Düse 24 betreffen, wenn die gemessene Eintrittszeit kürzer ist als die im Voraus erhaltene anfängliche Eintrittszeit. Der vorgegebene Druck dient dazu, das Auftreten von Verstopfung der Düse zu detektieren, und ist zum Beispiel ein Anfangsdruck. Die anfängliche Eintrittszeit ist eine vorgegebene Zeit, die dem oben beschriebenen vorgegebenen Druck entspricht, um das Auftreten von Düsenverstopfung zu detektieren. Die anfängliche Eintrittszeit ist zum Beispiel eine Zeit, die auf Grundlage des Detektionsergebnisses des Drucksensors PA gemessen wird, wenn der Gießrahmen F beim ersten Hochfahren des Formsystems 1 mit Sand 23 gefüllt wird. Die erste Hochfahrzeit kann der Zeitpunkt sein, zu dem der Sand 23 zum ersten Mal nach der Auslieferung des Erzeugnisses aus der Fabrik eingefüllt wird, der Zeitpunkt, zu dem der Sand 23 zum ersten Mal nach dem Formwechsel (Musterwechsel) eingefüllt wird, oder der Zeitpunkt, zu dem der Sand 23 zum ersten Mal am Betriebstag eingefüllt wird. Der Speicherort für die anfängliche Eintrittszeit ist möglicherweise nicht der Arbeitsspeicher 62, sondern der Speicher 63.
(Beispiel, bei dem die Expansionsmenge des Behälters bestimmt wird)
Die Liniensteuerungseinheit 6 kann eine Tabelle beinhalten, in der der Druck und einen Ausdehnungsbetrag des Sandbehälters 22 einander zugeordnet sind. Eine solche Tabelle kann zuvor im Arbeitsspeicher 62 gespeichert werden oder durch eine elektronische Schaltung als Hardware verwirklicht werden. Der Ausdehnungsbetrag des Sandbehälters 22 wird z.B. mit einem berührungslosen Abstandssensor gemessen. Die Liniensteuerungseinheit 6 kann den Druck im Innern des Sandbehälters 22 auf Grundlage des Ausdehnungsbetrags des Sandbehälters 22 und der Tabelle erfassen. Die Liniensteuerungseinheit 6 kann den aus der Tabelle abgeleiteten Druck im Inneren des Sandbehälters 22 mit dem im Arbeitsspeicher 62 gespeicherten Anfangsdruck vergleichen und bestimmen, ob die Beziehung erfüllt ist, bei der der Druck im Inneren des Sandbehälters 22 höher ist als der Anfangsdruck. Alternativ kann die Liniensteuerungseinheit 6 die aus der Tabelle abgeleitete Druckänderung im Innern des Sandbehälters 22 mit der im Arbeitsspeicher 62 gespeicherten Anfangsdruckänderung vergleichen und feststellen, ob die Beziehung erfüllt ist, bei der die Druckänderung innerhalb des Sandbehälters 22 größer als die Anfangsdruckänderung ist. Die Liniensteuerungseinheit 6 kann zusätzlich zur Konvertierung des Ausdehnungsbetrags in den Druck im Innern des Sandbehälters 22 und der Bestimmung auch den Anfangsdruck und die Anfangsdruckänderung in einen Anfangsausdehnungsbetrag als Schwellenwert konvertieren. In diesem Fall kann die Liniensteuerungseinheit 6 nur durch den Vergleich des Ausdehnungsbetrags und des Anfangsausdehnungsbetrags feststellen, ob die Beziehung erfüllt ist, bei der der Druck im Sandbehälter 22 höher ist als der Anfangsdruck. Wie oben beschrieben, kann die Liniensteuerungseinheit 6 anhand 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 der Bildänderungsbetrag bestimmt wird)
Die Liniensteuerungseinheit 6 kann ein Bild von einer Kamera (nicht dargestellt) aufnehmen, die eine Bilderkennung des Drucksensors PA durchführt. Der Drucksensor PA ist zum Beispiel ein analoger Druckmesser. Die Liniensteuerungseinheit 6 kann detektieren, dass der analoge Druckmesser einen höheren Druck als den Anfangsdruck misst, zum Beispiel durch ein Musterabgleichsverfahren. Im Ergebnis kann die Liniensteuerungseinheit 6 bestimmen, ob die Beziehung erfüllt ist, bei der der Druck im Sandbehälter 22 höher ist als der Anfangsdruck. Alternativ kann die Liniensteuerungseinheit 6 einen Bildänderungsbetrag aus der Differenz zwischen im Lauf der Zeit veränderten Bildern erfassen und detektieren, dass der analoge Druckmesser eine Druckänderung anzeigt, die größer ist als die Anfangsdruckänderung. In diesem Fall kann die Liniensteuerungseinheit 6 bestimmen, ob die Beziehung erfüllt ist, bei der die Druckänderung im Sandbehälter 22 größer ist als die Anfangsdruckänderung. Wie oben beschrieben kann die Liniensteuerungseinheit 6 auf Grundlage der Bilderkennung feststellen, ob die oben beschriebene Beziehung erfüllt ist.
9 ist ein Graph, der die Anfangsdruckänderung im Sandbehälter und die Druckänderung bei Detektion zeigt. In dem in 9 dargestellten Graph stellt die Abszisse eine Zeit und die Ordinate einen Druck dar. Ein Graph G1 stellt die Anfangsdruckänderung dar, die zuvor im Arbeitsspeicher 62 gespeichert wurde. Die Anfangsdruckänderung ist ein Graph des Übergangs des Drucks im Sandbehälter 22, wenn keine Verstopfung der Düse auftritt. Ein Graph G2 stellt den Übergang des vom Drucksensor PA detektierten Druck im Sandbehälter 22 dar. Die Liniensteuerungseinheit 6 stellt durch Vergleich des Graphen G1 und des Graphen G2 fest, ob eine Verstopfung der Düse 24 vorliegt/nicht vorliegt. Wie im Graph G2 dargestellt, vollzieht der Druck im Inneren des Sandbehälters 22 einen charakteristischen Übergang, wenn die Düse 24 verstopft ist. Konkret ist der Graph G2 im Vergleich zum Graphen G1 zeitlich kürzer, bis der Druck einen vorgegebenen Druck (zum Beispiel den Druck P1) erreicht. Ferner ist der maximal erreichte Druck unterschiedlich. Die Liniensteuerungseinheit 6 kann auf Grundlage eines Vergleichs der oben beschriebenen allgemeinen Merkmale das Vorliegen/Nicht-Vorliegen einer Verstopfung der Düse 24 bestimmen. Die Liniensteuerungseinheit 6 kann das Auftreten einer Verstopfung der Düse anhand des Übergangs der Differenz zwischen dem Graph G1 und dem Graph G2 detektieren.
(Verstopfungsbeseitigungsbetrieb)
In einem Fall, in dem die oben beschriebene Beziehung des Drucks oder der Druckänderung erfüllt ist (nämlich in einem Fall, in dem bestimmt wird, dass eine Verstopfung der Düse 24 vorliegt), weist die Liniensteuerungseinheit 6 die Formmaschine 2 an, einen Verstopfungsbeseitigungsbetrieb durchzuführen. Zum Beispiel erhöht die Formsteuerungseinheit 20 die in den Sandbehälter 22 zugeführte Druckluftmenge auf Grundlage des Befehls der Liniensteuerungseinheit 6. Dadurch wird der Druck im Sandbehälter 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 bestimmt wird, dass die Düse 24 verstopft ist), kann die Liniensteuerungseinheit 6 einen Alarm ausgeben. Der Alarm gibt eine Anomaliebenachrichtigung an den Arbeiter an, etc. Als Beispiel für die Alarmverarbeitung zeigt die Liniensteuerungseinheit 6 einen Bildschirm über den Alarm auf der Ausgabeeinheit 65 an. Alternativ kann die Liniensteuerungseinheit 6 einen Alarmton aus einem nicht abgebildeten Lautsprecher ertönen lassen oder anstelle des Alarms oder zusätzlich zu diesem auf der Anzeige eine Alarmlampe aufleuchten lassen.
(Zusammenarbeit mit der Analysevorrichtung)
In dem Fall, in dem die oben beschriebene Beziehung des Drucks oder der Druckänderung erfüllt ist (d.h. in dem Fall, in dem bestimmt wird, dass die Düse 24 verstopft ist), gibt die Liniensteuerungseinheit 6 Informationen über das Vorliegen/Nicht-Vorliegen einer Verstopfung an die Analysevorrichtung 5 aus. Erreicht der vom Drucksensor PA erfasste Druck im Sandbehälter 22 den Anfangsdruck früher als eine vorgegebene Standardzeit, kann die Liniensteuerungseinheit 6 die Informationen über das Vorliegen/Nicht-Vorliegen einer Verstopfung an die Analysevorrichtung 5 ausgeben. Die vorgegebene Standardzeit wird zum Beispiel im Arbeitsspeicher 62 (Beispiel für eine Zeitspeichereinheit) gespeichert. Die Standardzeit kann auch nicht in dem Arbeitsspeicher 62, sondern in dem Speicher 63 gespeichert werden. Eine in 9 dargestellte Zeit t3 ist eine Zeit, bis der Druck den Druck P1 als vorgegebenen Schwellenwert erreicht. Erreicht der vom Drucksensor PA erfasste Druck im Sandbehälter 22 den Anfangsdruck (zum Beispiel Zeitpunkt t2 in der Figur) früher als die vorgegebene Standardzeit (Zeitpunkt t3), bestimmt die Liniensteuerungseinheit 6, dass die Sandform M in einem Zustand gebildet ist, in dem eine Verstopfung der Düse 24 auftritt, und gibt die Informationen über das Vorliegen/Nicht-Vorliegen einer Verstopfung an die Analysevorrichtung 5 aus.
Die Analysevorrichtung 5 ändert ihren Betrieb als Reaktion auf die Erfassung der Informationen über das Vorliegen/Nicht-Vorliegen einer Verstopfung aus der Liniensteuerungseinheit 6. Zum Beispiel betreibt die Analysevorrichtung 5 in einem Fall, in dem die Analysevorrichtung 5 die Information über das Vorliegen/Nicht-Vorliegen von Verstopfung von der Liniensteuerungseinheit 6 erhält, die Vorrichtung zum Aufbringen einer externen Kraft 52, um pneumatischen Druck auf die Sandform M aufzubringen, bevor die Sandform M abgebildet wird. Die Vorrichtung zum Aufbringen einer externen Kraft 52 beaufschlagt die Sandform M mit einem Luftvolumen (800 l/min), das den Sand bewegt, bevor die Sandform M abgebildet wird. Dadurch kann die Vorrichtung zum Aufbringen einer externen Kraft 52 den an der Oberflächenschicht der Sandform M anhaftenden Sand bewegen und die zu inspizierende Vorderfläche der Sandform M freilegen. Alternativ kann in dem Fall, in dem die Analysevorrichtung 5 die Informationen über das Vorliegen/Nicht-Vorliegen einer Verstopfung von der Liniensteuerungseinheit 6 erhält, die Analysevorrichtung 5 veranlassen, die Sandform M im Modus hoher Vergrößerung abzubilden. Wie oben beschrieben, kann die Analysevorrichtung 5 in dem Fall, in dem die Informationen über das Vorliegen/Nicht-Vorliegen von Verstopfung erfasst werden, dahingehend arbeiten, die Analyse vorsichtiger durchzuführen.
(Zusammenarbeit mit der Sandfräse)
Die Liniensteuerungseinheit 6 bestimmt anhand des Detektionsergebnisses (Quetschdruck) des Drucksensors PB, ob das Quetschen normal geendet hat. Zum Beispiel vergleicht die Liniensteuerungseinheit 6 den in einem normalen Zustand erfassten Druck mit dem Detektionsergebnis des Drucksensors P. Liegt das Detektionsergebnis bei einem Schwellenwert oder darunter, bestimmt die Liniensteuerungseinheit 6, dass das Quetschen nicht normal geendet hat. Die Sandfräse 4 ändert ihren Betrieb basierend auf dem Vorliegens/Nicht-Vorliegen einer Verstopfung der Düse 24 und darauf, ob das Quetschen normal geendet hat.
Wenn zum Beispiel das Quetschen normal geendet hat (wenn die Liniensteuerungseinheit 6 bestimmt, dass die Düse 24 nicht verstopft ist und das Quetschen normal geendet hat), betreibt die Liniensteuerungseinheit 6 die Förderlinie 3 so, dass die Relativgeschwindigkeit zwischen der Sandform M und einer Klinge 47 eine erste Geschwindigkeit wird. Wenn das Quetschen abnorm geendet hat (wenn die Liniensteuerungseinheit 6 bestimmt, dass die Düse 24 verstopft ist und das Quetschen nicht normal geendet hat), betreibt die Liniensteuerungseinheit 6 die Förderlinie 3 so, dass eine Relativgeschwindigkeit zwischen der Sandform M und der Klinge 47 eine zweite Geschwindigkeit wird, die niedriger als die erste Geschwindigkeit ist. In einem Fall, in dem die Sandfräse 4 eine bewegbare Konfiguration aufweist, betreibt die Sandfräse 4 die Klinge 47 so, dass die Relativgeschwindigkeit zwischen der Sandform M und der Klinge 47 die erste Geschwindigkeit wird, wenn das Quetschen normal beendet ist. Wenn das Quetschen abnorm beendet wird, betreibt die Sandfräse 4 die Klinge 47 so, dass die Relativgeschwindigkeit zwischen der Sandform M und der Klinge 47 die zweite Geschwindigkeit wird, die niedriger als die erste Geschwindigkeit ist.
(Darstellung der Ausführungsform)
Gemäß dem Formsystem 1 wird die Information über das Verstopfen der Düse 24 ausgegeben, wenn die Beziehung erfüllt ist, bei der die Eintrittszeit ab dem Beginn der Sandbefüllung bis zum Erreichen eines vorgegebenen Drucks kürzer ist als die anfängliche Eintrittszeit, die im Voraus während der Sandbefüllung erlangt wurde, bei der der Sand 23 durch die Düse 24 in den Formkasten F eingeleitet wird. Da das Verstopfen der Düse wie oben beschrieben mechanisch detektiert wird, kann das Formsystem das Auftreten eines Verstopfens der Düse im Vergleich zu einem Fall, in dem der Arbeiter das Verstopfen feststellt, zweckmäßig detektieren.
In dem Fall, in dem die oben beschriebene Beziehung des Drucks oder der Druckänderung erfüllt ist (nämlich in dem Fall, in dem bestimmt 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 Formdefekts aufgrund einer unzureichenden Sandbefüllung durch Verstopfung der Düse vermieden werden.
In dem Fall, in dem die oben beschriebene Beziehung des Drucks oder der Druckänderung erfüllt ist (nämlich in dem Fall, in dem bestimmt wird, dass eine Verstopfung der Düse 24 vorliegt), gibt das Formsystem 1 einen Alarm aus. Daher ist es möglich, den Arbeiter oder ähnliches über die Verstopfung der Düse 24 zu informieren.
In dem Fall, in dem die oben beschriebene Beziehung des Drucks oder der Druckänderung erfüllt ist (nämlich in dem Fall, in dem bestimmt wird, dass eine Verstopfung der Düse 24 vorliegt), gibt das Formsystem 1 die Information über das Vorliegen/Nicht-Vorliegen einer Verstopfung an die Analysevorrichtung 5 aus. Daher kann das Formsystem 1 eine Bildanalyse des geformten Sandformlings M durchführen, wenn eine Verstopfung der Düse 24 auftritt.
In dem Fall, in dem die oben beschriebene Beziehung des Drucks oder der Druckänderung erfüllt ist (nämlich in dem Fall, in dem bestimmt wird, dass eine Verstopfung der Düse 24 vorliegt), bringt das Formsystem 1 durch die Vorrichtung zum Aufbringen einer externen Kraft 52 pneumatischen Druck auf die Sandform M auf, bevor die Sandform M abgebildet wird. Daher kann das Formsystem 1 den Sand, der auf die Oberfläche der Sandform M fällt, mittels des pneumatischen Drucks bewegen und entfernen.
In dem Fall, in dem die Analysevorrichtung 5 die Information über das Vorliegen/Nicht-Vorliegen einer Verstopfung der Düse 24 erhält, bildet die Analysevorrichtung 5 die Sandform M im Modus hoher Vergrößerung ab. Daher ist es möglich, die Bildanalyse der Sandform M, die geformt wird, wenn die Düse 24 verstopft ist, detaillierter durchzuführen.
Die Sandfräse 4 ändert ihren Betrieb basierend darauf, ob das Quetschen normal geendet hat, unter Berücksichtigung der Härte der Sandform M (Formfestigkeit) in dem Fall, in dem das Quetschen normal geendet hat, und in dem Fall, in dem das Quetschen nicht normal geendet hat. Daher kann die Sandfräse 4 eine Zerstörung der Sandform M vermeiden.
In dem Fall, bei dem bestimmt wird, dass die Düse 24 verstopft ist, und bestimmt wird, dass das Quetschen nicht normal geendet hat, verlangsamt die Sandfräse 4 die Relativgeschwindigkeit zwischen der Sandform M und der Klinge 47 im Vergleich zu dem Fall, in dem das Quetschen normal geendet hat. Daher kann die Sandfräse 4 die Zerstörung der Sandform M vermeiden.
Die oben beschriebene Ausführungsform ist ein Beispiel des Formsystems 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. Zum Beispiel 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 Vielzahl von Löchern, die in dem Filter 22a an der Innenfläche des Sandbehälters 22 bereitgestellt sind, ausgestoßen wird, um den Sand 23 zum Schweben und Fließen zu bringen; das Formsystem ist j edoch nicht hierauf beschränkt. Das Formsystem gemäß der vorliegenden Offenbarung kann ein Blasverfahren anwenden, bei dem die Druckluft dem Sandbehälter 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 2022041555 [0002]
WO 2018207646 [0003, 0004]

Claims

Formsystem, das eine Sandform formt, wobei das Formsystem aufweist: einen Formkasten; einen Behälter, der mit einer Druckluftquelle verbunden ist, einen geöffneten Endteil aufweist und konfiguriert ist, um in seinem Innern Sand zu speichern; eine Düse, die an dem Endteil des Behälters angebracht und konfiguriert ist, den Sand in dem Behälter in den Formkasten zu leiten; und eine Steuerungseinheit, die konfiguriert ist, um Informationen über ein Verstopfen der Düse auszugeben, wenn während der Sandbefüllung, bei der der Sand in dem Behälter durch die Düse in den Formkasten eingeleitet wird, eine Beziehung erfüllt ist, wobei die Beziehung lautet, dass eine Eintrittszeit ab dem Beginn der Sandbefüllung bis der Druck einen vorgegebenen Druck erreicht, kürzer ist als die im Voraus erhaltene, anfängliche Eintrittszeit.
Formsystem nach Anspruch 1, wobei die Steuerungseinheit, wenn die Beziehung erfüllt ist, einen Betrieb durchführt, um ein Verstopfung der Düse zu beseitigen.
Formsystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuerungseinheit einen Alarm ausgibt, wenn die Beziehung erfüllt ist.
Formsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner aufweisend eine Analysevorrichtung, die konfiguriert ist, die Sandform abzubilden und auf Grundlage eines aufgenommenen Bildes eine Inspektion des Aussehens der Sandform durchzuführen, wobei wenn die Beziehung erfüllt ist, die Steuerungseinheit die Informationen an die Analysevorrichtung ausgibt.
Formsystem nach Anspruch 4, wobei die Analysevorrichtung ferner eine Vorrichtung zum Aufbringen einer externen Kraft aufweist, die in einem Fall, in dem die Informationen von der Steuerungseinheit erfasst werden, pneumatischen Druck auf die Sandform aufbringt, bevor die Sandform abgebildet wird.
Formsystem nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Analysevorrichtung konfiguriert ist, um zwischen einem Standardmodus, in dem die Sandform mit einer ersten Vergrößerung abgebildet wird, und einem Modus hoher Vergrößerung, in dem die Sandform mit einer höheren Vergrößerung als der ersten Vergrößerung abgebildet wird, umzuschalten, und in einem Fall, in dem die Informationen von der Steuerungseinheit erfasst werden, die Analysevorrichtung die Sandform zumindest in dem Modus hoher Vergrößerung abbildet.
Formsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner aufweisend: einen Quetschmechanismus, der konfiguriert ist, um den in den Formkasten eingefüllten Sand zu quetschen; eine Sandfräse, die konfiguriert ist, um eine Formgebung der Sandform anzuordnen; und einen Drucksensor, der konfiguriert ist, um den Quetschdruck zu detektieren, wobei die Steuerungseinheit auf Grundlage eines Detektionsergebnisses des Drucksensors bestimmt, ob das Quetschen durch den Quetschmechanismus normal geendet hat, und die Sandfräse basierend auf Vorliegen/Nicht-Vorliegen von Verstopfung der Düse, und ob das Quetschen normal geendet hat, den Betrieb verändert.
Formsystem nach Anspruch 7, wobei in einem Fall, in dem die Beziehung nicht erfüllt ist und von der Steuerungseinheit bestimmt wird, dass das Quetschen normal geendet hat, die Sandfräse dahingehend betrieben wird, 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 Steuerungseinheit bestimmt wird, dass das Quetschen nicht normal geendet hat, die Sandfräse dahingehend betrieben wird, dass die Relativgeschwindigkeit zwischen der Sandform und der Klinge eine zweite Geschwindigkeit ist, die niedriger ist als die erste Geschwindigkeit.
Formverfahren, umfassend: einen Schritt des Einführens von Sand in einem Behälter in einen Formkasten durch eine Düse aus dem Behälter, wobei der Behälter mit einer Druckluftquelle verbunden ist, einen geöffneten Endteil aufweist und in seinem Innern Sand speichert, wobei die Düse an dem Endteil des Behälters angebracht ist; und einen Schritt des Ausgebens von Informationen über ein Verstopfen der Düse, wenn bei dem Schritt des Einführens des Sands in den Formkasten eine Beziehung erfüllt ist, dass eine Eintrittszeit ab dem Beginn der Sandbefüllung bis der Druck einen vorgegebenen Druck erreicht, kürzer ist als die im Voraus erhaltene anfängliche Eintrittszeit.