DE112019003020T5

DE112019003020T5 - Form-Formungsvorrichtung und Verfahren zum Steuern einer Form-Formungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112019003020T5
Application number: DE112019003020.5T
Authority: DE
Inventors: Shuji Takasu; Takehiro Sugino
Original assignee: Sintokogio Ltd
Current assignee: Sintokogio Ltd Nagoya Shi Jp
Priority date: 2018-06-15
Filing date: 2019-04-25
Publication date: 2021-03-18
Also published as: US11660664B2; TW202000335A; WO2019239733A1; JPWO2019239733A1; CN112334248A; US20210229165A1

Abstract

[Problem] Bereitstellen einer Form-Formungsvorrichtung, die nacheinander Gussformen mit der erforderlichen Gussformfestigkeit formen kann, und eines Verfahrens zum Steuern der Form-Formungsvorrichtung. [Lösung] Die Erfindung umfasst einen Formsensor 201A, 201B, 201C, der einen Druck von Formsand S misst, der auf eine Oberfläche einer Formplatte 105 und/oder eines Verdichtungsfußes 113 oder auf eine Oberfläche einer Formplatte 105 und/oder einer Verdichtungsplatte 300 ausgeübt wird; und eine Steuervorrichtung 2B, die den Betrieb der Form-Formungsvorrichtung auf der Grundlage von Ausgaben der Formsensoren 201A, 201B, 201C steuert.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Form-Formungsvorrichtung, die auf einer Gießanlage verwendet wird, und ein Verfahren zum Steuern der Form-Formungsvorrichtung.
HINTERGRUND
Im Allgemeinen umfasst ein Gießverfahren einen Sandbehandlungsschritt, einen Form-Formungsschritt, einen Kerneinrichtungsschritt, einen Schmelzgießschritt, einen Kühl-/Förderschritt und einen Nachbehandlungsschritt. Zur Durchführung dieser Schritte sind in der Reihenfolge der Schritte jeweils eine Sandbehandlungsvorrichtung, eine Form-Formungsvorrichtung, eine Kerneinrichtungsvorrichtung, eine Schmelzgießvorrichtung, eine Kühl-/Fördervorrichtung und eine Nachbehandlungsvorrichtung vorgesehen.
Die vorliegende Erfindung ist auf eine Form-Formungsvorrichtung gerichtet, die für den Form-Formungsschritt vorgesehen ist.
Die Form-Formungsvorrichtung belädt Formsand in einen Raum, der durch eine Formplatte und einen Gussrahmen begrenzt ist, und komprimiert den Formsand, um eine Gussform zu formen.
Die geformte Gussform muss verschiedenen Spezifikationen entsprechen und insbesondere mit einer vorgeschriebenen Gussformfestigkeit versehen sein.
Konventionell ist als Vorrichtung zur Messung der Festigkeiten von geformten Gussformen eine Vorrichtung bekannt, die Kraftsensoren verwendet, um die Festigkeiten von Gussformen zu messen, die nacheinander aus einer Form-Formungsmaschine ausgetragen werden, und die durch Berechnung und Vergleich der Messergebnisse mit voreingestellten Festigkeiten bestimmt, ob die Gussformen akzeptabel sind oder nicht, wie in Patentdokument 1 offenbart.
Das Patentdokument 2 offenbart eine Form-Formungsmaschine, die den Druck von Formsand erfasst, der beim Formen von Gussformen auf die Oberfläche einer Formplatte in einer Form-Formungsmaschine ausgeübt wird. Mit dieser Vorrichtung wird jedes Mal, wenn eine Gussform geformt wird, der erfasste Formsanddruck in die Härte der Gussform, die damit stark korreliert, umgewandelt und angezeigt.
ZITIERLISTE
PATENTLITERATUR

Patentdokument 1: JP H7-232235 A
Patentdokument 2: JP S61-92439 U

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHES PROBLEM
Bei der Vorrichtung in dem oben genannten Patentdokument 1 ist die Gussform zum Zeitpunkt der Messung der Gussformfestigkeit jedoch bereits gegossen. Obwohl also die zu diesem Zeitpunkt durchgeführte Zulässigkeitsermittlung verhindert, dass fehlerhafte Produkte im nächsten Schritt ausgetragen werden, besteht das Problem, dass es nicht möglich ist, die Ergebnisse der Zulässigkeitsermittlung während der Formgebung oder für die Formgebung der Gussform im nächsten Zyklus zu verwenden.
Zusätzlich kann in der Form-Formungsvorrichtung in dem oben genannten Patentdokument 2 die aus dem Formsanddruck auf die Oberfläche der Formplatte umgerechnete Härte der Gussform bekannt sein, so dass es möglich ist, zu ermitteln, ob eine geformte Gussform zulässig oder defekt ist. Dies ist jedoch erst nach dem Formen der Gussform möglich, und daher besteht wie bei der oben genannten Vorrichtung das Problem, dass es nicht möglich ist, die Ergebnisse der Zulässigkeitsermittlung während der Formgebung oder für die Formgebung der Gussform im nächsten Zyklus zu verwenden.
Dementsprechend haben beide der oben genannten Vorrichtungen das Problem, dass es schwierig ist, Gussformen mit der erforderlichen Gussformfestigkeit nacheinander zu formen.
Um das oben genannte Problem zu lösen, besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung darin, eine Form-Formungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit der Gussformen mit der erforderlichen Gussformfestigkeit nacheinander geformt werden können, sowie ein Verfahren zum Steuern der Form-Formungsvorrichtung.
LÖSUNG DES PROBLEMS
Die vorliegende Erfindung verwendet die unten angegebenen Merkmale, um das oben genannte Problem zu lösen. Insbesondere weist die vorliegende Erfindung auf: einen Formsensor, der einen Formsanddruck misst, der auf eine Oberfläche einer Formplatte und/oder einen Verdichtungsfuß oder auf eine Oberfläche einer Formplatte und/oder einer Verdichtungsplatte ausgeübt wird; und eine Steuervorrichtung, die den Betrieb einer Form-Formungsvorrichtung auf der Grundlage einer Ausgabe des Formsensors steuert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Formsanddruck direkt während des Formens gemessen, und der Betrieb der Form-Formungsvorrichtung auf der Grundlage der Messwerte gesteuert. Auf diese Weise können Gussformen mit der erforderlichen Festigkeit nacheinander in gleichbleibender Weise geformt werden. Zudem können sogar bei einer defekten Gussform aufgrund unzureichender Festigkeit oder eines Festigkeitsunterschieds im nächsten Formungszyklus sofort Gegenmaßnahmen eingeleitet werden.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Form-Formungsvorrichtung ferner eine Festigkeitsberechnungseinheit auf, die eine Gussformfestigkeit auf der Grundlage einer Ausgabe des Formsensors berechnet, wobei der Betrieb der Form-Formungsvorrichtung auf der Grundlage einer Ausgabe der Festigkeitsberechnungseinheit gesteuert wird.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind eine Vielzahl der Formsensoren auf einer Oberfläche der Formplatte und/oder des Verdichtungsfußes oder auf einer Oberfläche der Formplatte und/oder der Verdichtungsplatte vorgesehen.
In dieser Ausführungsform wird die Gussformfestigkeit aus einer Vielzahl Formsensoren berechnet. Dadurch kann die Genauigkeit der Messung der Gussformfestigkeit verbessert werden.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Steuervorrichtung eine erste Steuereinheit, die einen Verdichtungsdruck auf der Grundlage der Ausgabe des Formsensors steuert auf.
In dieser Ausführungsform wird der Verdichtungsdruck gesteuert, so dass Gussformen mit der erforderlichen Festigkeit gleichbleibend und aufeinanderfolgend geformt werden können. In diesem Fall können Änderungen in der Verdichtungsdrucksteuerung und dergleichen schnell in Echtzeit und im nächsten Zyklus angewendet werden.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Steuervorrichtung eine zweite Steuereinheit auf, die einen Belüftungsdruck auf der Grundlage der Ausgabe des Formsensors steuert.
In dieser Ausführungsform wird der Belüftungsdruck geregelt. Auf diese Weise können Gussformen mit der erforderlichen Festigkeit gleichbleibend und aufeinanderfolgend geformt werden. In diesem Fall können Änderungen in der Belüftungsdrucksteuerung und dergleichen schnell in Echtzeit und im nächsten Zyklus angewendet werden.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Steuervorrichtung eine dritte Steuereinheit auf, die eine Belüftungszeit auf der Grundlage der Ausgabe des Formsensors steuert.
In dieser Ausführungsform wird die Belüftungszeit gesteuert. Auf diese Weise können Gussformen mit der erforderlichen Festigkeit gleichbleibend und aufeinanderfolgend geformt werden. In diesem Fall können Änderungen in der Belüftungszeitsteuerung und dergleichen schnell in Echtzeit und im nächsten Zyklus angewendet werden.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Steuervorrichtung eine vierte Steuereinheit auf, die eine Einstellposition des Verdichtungsfußes oder der Verdichtungsplatte auf der Grundlage der Ausgabe des Formsensors steuert.
In dieser Ausführungsform wird die Einstellposition des Verdichtungsfußes oder der Verdichtungsplatte gesteuert. Auf diese Weise können Gussformen mit der erforderlichen Festigkeit gleichbleibend und aufeinanderfolgend geformt werden. In diesem Fall können Änderungen in der Einstellpositionssteuerung schnell in Echtzeit und im nächsten Zyklus angewendet werden.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Steuervorrichtung eine fünfte Steuereinheit auf, die einen Nivellierrahmen auf der Grundlage der Ausgabe des Formsensors steuert.
In dieser Ausführungsform wird der Nivellierrahmen gesteuert. Auf diese Weise können Gussformen mit der erforderlichen Festigkeit gleichbleibend und aufeinanderfolgend geformt werden. In diesem Fall können Änderungen in der Nivellierrahmensteuerung schnell in Echtzeit und im nächsten Zyklus angewendet werden.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beweist die Steuervorrichtung eine sechste Steuereinheit auf, die den Verdichtungsfuß auf der Grundlage der Ausgabe des Formsensors steuert.
In dieser Ausführungsform wird der Verdichtungsfuß gesteuert. Auf diese Weise können Gussformen mit der erforderlichen Festigkeit gleichbleibend und aufeinanderfolgend geformt werden. In diesem Fall können Änderungen in der des Verdichtungsfusssteuerung schnell in Echtzeit und im nächsten Zyklus angewendet werden.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Formsensor entsprechend der Form eines Produktabschnitts der Formplatte ausgewählt.
In dieser Ausführungsform kann der optimale Formsensor für die Messung der Gussformfestigkeit entsprechend der Form des Produktabschnitts ausgewählt werden. Dadurch kann die Genauigkeit der Messung der Gussformfestigkeit verbessert werden.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Form-Formungsvorrichtung eine Anzeigevorrichtung auf, die, wenn die Ausgabe des Formsensors nicht wenigstens ein notwendiger Ausgabewert ist, eine Ursache, aufgrund derer die notwendige Ausgabe nicht erhalten wird, und eine ein Gegenmaßnahme dafür, anzeigt.
In dieser Ausführungsform kann ein Arbeiter sofort benachrichtigt werden, wenn ein Gussformfehler auftritt. Auf diese Weise können Gegenmaßnahmen gegen Gussformfehler rechtzeitig an der Form-Formungsvorrichtung eingeleitet werden, ohne dass defekte Gussformen weiter geformt werden.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Form-Formungsvorrichtung eine Anzeigevorrichtung auf, die, wenn die Ausgaben der Formsensoren eine Disparität von einem vorbestimmten Wert oder größer aufweisen, eine Warnung bezüglich der Verstopfung einer Belüftungsdüse, Verstopfung eines Belüftungsfilters oder Verklumpung von Sand in einem Formsandtrichter anzeigt, anstatt dass die Steuervorrichtung die Form-Formungsvorrichtung steuert..
In dieser Ausführungsform kann ein Arbeiter beim Auftreten eines Gussformfehlers sofort über dessen Ursache informiert werden. Auf diese Weise kann die Form-Formungsvorrichtung schnell überprüft werden.
Zusätzlich ist die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Steuern einer Form-Formungsvorrichtung, wobei das Verfahren umfasst: Messen eines Formsanddrucks, der auf eine Oberfläche einer Formplatte und/oder einen Verdichtungsfuß oder auf eine Oberfläche einer Formplatte und/oder einer Verdichtungsplatte ausgeübt wird; und Steuern des Betriebs der Form-Formungsvorrichtung auf der Grundlage der Messung.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird, wie oben beschrieben, der Formsanddruck während des Formens direkt gemessen, und der Betrieb der Form-Formungsvorrichtung wird auf der Grundlage der Messwerte gesteuert. Auf diese Weise können Gussformen mit der erforderlichen Festigkeit nacheinander in gleichbleibender Weise geformt werden. Darüber hinaus können auch beim Auftreten eines Gussformfehlers aufgrund unzureichender Festigkeit oder einer Festigkeitsabweichung sofort Gegenmaßnahmen im nächsten Formungszyklus eingeleitet werden.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Verfahren ferner das Berechnen einer Gussformfestigkeit auf der Grundlage des Drucks, und den Betrieb der Form-Formungsvorrichtung wird auf der Grundlage der Gussformfestigkeit gesteuert.
EFFEKTE DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Form-Formungsvorrichtung auf der Grundlage des Drucks von Formsand beim Formen einer Gussform oder einer aus diesem Druck berechneten Gussformfestigkeit gesteuert. Auf diese Weise können Gussformen mit der erforderlichen Gussformfestigkeit aufeinanderfolgend geformt werden.
Figurenliste

1 ist eine vertikale Schnittansicht einer Form-Formungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Schnittansicht, welche die oben genannten erste Ausführungsform in einem Zustand zeigt, in dem der Formgebungsraum begegrenzt wurde.
3 ist eine vertikale Schnittansicht, welche die oben genannte erste Ausführungsform in einem Formsandverdichtungszustand zeigt, nachdem der Formsand geladen wurde.
4 ist ein Diagramm, das die Montagepositionen von Sensoren auf einer Formplatte (a) und Verdichtungsfüßen (b) zeigt, wobei (a) eine Draufsicht und (b) eine Schnittansicht entlang der Linie P1-P1 in 2 ist.
5 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung eines Verfahrens zum Steuern der Form-Formungsvorrichtung gemäß der oben genannten Ausführungsform.
6 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung des Verfahrens zum Steuern der Form-Formungsvorrichtung gemäß der oben genannten Ausführungsform.
7 ist eine vertikale Schnittansicht einer Form-Formungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
8 ist ein Diagramm, das die Montagepositionen von Sensoren auf einer Formplatte (a) und einer Verdichtungsplatte (b) zeigt, wobei (a) eine Draufsicht und (b) eine Schnittansicht entlang der Linie P2-P2 in 7 ist.
9 ist ein Diagramm, das die Montagepositionen von Sensoren auf einer Formplatte (a) und Verdichtungsfüßen (b) zeigt, wobei (a) eine Draufsicht ist und (b) eine Schnittansicht entlang der Linie P1-P1 in 2 ist.
10 ist ein Diagramm, das die Montagepositionen von Sensoren auf einer Formplatte (a) und Verdichtungsfüßen (b) zeigt, wobei (a) eine Draufsicht ist und (b) eine Schnittansicht entlang der Linie P1-P1 in 2 ist.
11 ist ein Diagramm, das die Montagepositionen von Sensoren auf einer Formplatte (a) und Verdichtungsfüßen (b) zeigt, wobei (a) eine Draufsicht ist und (b) eine Schnittansicht entlang der Linie P1-P1 in 2 ist.
12 ist ein Diagramm, das die Montagepositionen von Sensoren auf einer Formplatte (a) und einer Verdichtungsplatte (b) zeigt, wobei (a) eine Draufsicht ist und (b) eine Schnittansicht entlang der Linie P2-P2 in 7 ist.
13 ist ein Diagramm, das die Montagepositionen von Sensoren auf einer Formplatte (a) und einer Verdichtungsplatte (b) zeigt, wobei (a) eine Draufsicht ist und (b) eine Schnittansicht entlang der Linie P2-P2 in 7 ist.
14 ist ein Diagramm, das die Montagepositionen von Sensoren auf einer Formplatte (a) und einer Verdichtungsplatte (b) zeigt, wobei (a) eine Draufsicht ist und (b) eine Schnittansicht entlang der Linie P2-P2 in 7 ist.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert beschrieben.
(Erste Ausführungsform)
1 ist eine vertikale Schnittansicht einer Form-Formungsvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Erfindung. In dieser Zeichnung sind Rahmeneinstellzylinder 102, 102 so installiert, dass diese sowohl links als auch rechts über einer Formbasis 101 stehen, und ein anhebbarer/absenkbarer Tragrahmen 103 ist so angeordnet, dass dieser die Spitzen von Kolbenstangen 102A, 102B der Rahmeneinstellzylinder 102, 102 überspannt. Mit anderen Worten, die Rahmeneinstellzylinder 102, 102 stehen aufrecht mit den eingezogenen Enden in Richtung der Formbasis 101.
Unter einem (linke Seite in 1) der Rahmeneinstellzylinder 102, 102 ist ein zentraler Abschnitt einer Formwechselvorrichtung 104 so gelagert, dass diese sich in der horizontalen Ebene drehen kann. An beiden Enden der Formwechselvorrichtung 104 sind die Formträger 106, 106A, auf welche Formplatten 105, 105A (obere und untere Formplatten) aufgesetzt sind, so eingestellt, dass diese durch Federn um etwa 5 mm angehoben werden (nicht abgebildet). Die Formplatten 105, 105A werden abwechselnd in und aus einem Bereich oberhalb der Mitte der Formbasis 101 befördert.
Unter Positionen an den Außenseiten der vier Ecken der Formplatten 105, 105A auf den Formträgern 106, 106A sind Löse-/Hubzylinder 107, 107A nach oben weisend in die Formbasis 101 eingebettet. Deren Spitzen sind in der Lage, gegen Stifte 124, 124A in den Formträgern 106, 106A zu drücken. Zusätzlich sind darauf rahmenförmige Nivellierrahmen 108, 108A abgestützt, welche die äußeren Umfänge der Formplatten 105, 105A umschließen und nach oben und unten gleiten. Die Nivellierrahmen 108, 108A sind so eingerichtet, dass diese an den ausgefahrenen Enden der Löse-/Hubzylinder 107, 107A etwas über die Trennebenen der Formplatten 105, 105A hinausragen (siehe 2) und an den eingefahrenen Enden mit den Trennebenen der Formplatten 105, 105A im Wesentlichen bündig sind (siehe 3). Zusätzlich haben die Löse-/Hubzylinder 107, 107A genügend Kraft, um einen Nivellierrahmen 108 und einen Gussrahmen 120, der als Rahmenelement dient und eine Gussform enthält, anzuheben und dadurch die Form zu lösen. Diese Kraft reicht jedoch nicht aus, um die Rahmeneinstellzylinder 102, 102 anzuheben. Außerdem ist der Formträger 106 mit einem Klemmelement (nicht abgebildet) und die Formbasis 101 mit einer Klemmvorrichtung (nicht abgebildet) zum Festklemmen des Klemmelements versehen. Der Formträger 106 wird gegen die Formbasis 101 gedrückt, indem die Klemmvorrichtung das Klemmelement zieht und klemmt.
An dem anhebbaren/absenkbaren Tragrahmen 103 hängt ein Sandtrichter 112 mit einem Sandladeeinlass 110 an dessen oberen Ende, der mittels eines Schiebers 109 geöffnet und geschlossen wird, und mit einem Luftzufuhrrohr 111, das mit einem oberen Seitenabschnitt von diesem verbunden ist, um Niederdruckluft durch ein Ein/Aus-Ventil (nicht abgebildet) einzuführen. Mehrere Luftausstoßkammern (nicht abgebildet), die über ein einzelnes Ein/Aus-Ventil (nicht abgebildet) mit einer Druckluftquelle (nicht abgebildet) verbunden sind, sind an den unteren Umfangsseiten und dem unteren Innenteil vorgesehen. Die mehreren Luftausstoßkammern sind eingerichtet, um Belüftung bereitzustellen, indem Niederdruckluft in den Sandtrichter 112 ausgestoßen wird, wodurch der Formsand S aufgeschlämmt und fluidisiert wird. Darüber hinaus sind am unteren Ende des Sandtrichters 112 segmentierte Verdichtungsfüße 113, 113, die als Verdichtungsmittel dienen, und Sandladedüsen 114, 114 vorgesehen, welcher die Verdichtungsfüße 113, 113 umgeben.
Die segmentierten Verdichtungsfüße 113, 113 werden mit Hilfe von Segmentzylindern auf und ab bewegt.
Als Systeme zum Steuern der Verdichtungsfüße gibt es segmentierte Systeme und voreingestellte Systeme. Segmentierte Systeme sind Systeme, bei denen die Verdichtungsfüße gesteuert werden können, während diese während eines Verdichtungsvorgangs angehoben oder abgesenkt werden. Voreingestellte Systeme sind Systeme, bei denen die Verdichtungsfüße nur gesteuert werden können, während diese während eines Verdichtungsvorgangs angehoben werden. Bei beiden Arten von Systemen werden vor dem Verdichtungsvorgang (vor dem Einfüllen des Sandes) die Verdichtungsfüße, die einem Modell zugewandt sind, entsprechend der Höhe des Modells vertikal positioniert und während des Verdichtungsvorgangs bewegt, wodurch die Höhe des Formsandes S beim Einfüllen des Sandes eingestellt wird, wodurch die Sandkompressionsrate gleichförmig und die Druckfestigkeit der Gussform gleichmäßig wird. Beide Systeme können in Übereinstimmung mit der Gussform oder nach Ermessen des Herstellers gewählt werden. Generell gilt, dass bei Verwendung von segmentierten Verdichtungsfüßen die Gussformfestigkeit in den Abschnitten, in denen diese verwendet werden, ansteigt. Umgekehrt, wenn voreingestellte Verdichtungsfüße verwendet werden, wird die Gussformfestigkeit in den Abschnitten, in denen diese verwendet werden, geringer.
Zusätzlich ist ein Einfüllrahmen 116, der die Außenseiten des Satzes segmentierter Verdichtungsfüße 113, 113 und der Sandladedüsen 114, 114 so umgibt, dass dieser sich auf und ab bewegen kann, und der Entlüftungslöcher 115, 115 hat, die mit einer Evakuierungssteuerkammer (nicht abgebildet) in einem oberen Abschnitt von diesem in Verbindung stehen, so angeordnet, dass dieser mit Einfüllrahmenzylindern 117, 117 gekoppelt ist, die, nach unten weisend, an den unteren Seitenabschnitten des Sandtrichters 112 vorgesehen sind. Darüber hinaus ist an dem anhebbaren/absenkbaren Tragrahmen 103 an Positionen an der linken und rechten Außenseite des Sandtrichters 112 ein Einfuhr/Ausfuhr-Förderer 119 zum Tragen von Gussrahmen 120 an Rahmen 118, 118 aufgehängt, die sich bis zu Positionen unterhalb der segmentierten Verdichtungsfüße 113, 113 erstrecken.
Wie in 1 dargestellt, sind auf den Oberflächen der Formplatte 105 und der Verdichtungsfüße 113, 113, ..., mit denen der Formsand S in Kontakt kommt, Formsensoren 201A, 201B zur Messung des vom Formsand S auf diese Oberflächen ausgeübten Drucks vorgesehen. Die Sensoren 201A, 201B in den 1 bis 3 sind als schematische Entwurfszeichnungen dargestellt, die tatsächliche Anordnung der Sensoren ist in 4 dargestellt. In 4(a) sind die Details der in der Formplatte 105 vorgesehenen Formsensoren 201A dargestellt. 4(b) ist eine Schnittansicht entlang der Linie P1-P1 in 2, und diese Zeichnung zeigt die Details der Formsensoren 201B, die in den Verdichtungsfüßen 113, 113, ... vorgesehen sind.
Wie in 4(a) dargestellt, weisen die Formsensoren 201A Sensoren (1) bis (10) auf, die entlang des äußeren Umfangs der Formplatte 105 angeordnet sind, und Sensoren (11) bis (18), die um den Umfang des Modells (Produktabschnitt) 105-1 herum angeordnet sind. Zusätzlich sind auf den Verdichtungsfüßen 113, 113, ..., die sich über der Formplatte 105 befinden, achtzehn Sensoren vorgesehen, die jeweils den auf der Formplatte 105 vorgesehenen Sensoren (1) bis (18) zugewandt sind, wie in 4(b) dargestellt.
Die Ausgaben der Sensoren (1) bis (18) in der Formplatte 105 und den Verdichtungsfüßen 113, 113, ... werden an eine in 1 dargestellte Festigkeitsberechnungseinheit 2A gesendet, die Ausgaben der Sensoren (1) bis (10) als die Ausgaben für den äußeren Umfang der Formplatte, die Ausgaben der Sensoren (11) bis (18) als die Ausgaben für den Produktabschnitt, die Ausgaben der Sensoren (1) bis (18) als die Ausgaben für die gesamte Formplatte und die Ausgaben der Sensoren (1) bis (18) als Ausgaben, welche die Disparität zwischen den Sensoren (1) bis (18) anzeigen. Die Ausgaben der Festigkeitsberechnungseinheit 2A werden an eine Steuervorrichtung 2B und eine Anzeigevorrichtung 2C gesendet.
Als nächstes werden die Operationen erläutert, die von der auf diese Weise eingerichteten Vorrichtung ausgeführt werden. Der Zustand in 1 ist der Zustand, in dem Formsand S in den Sandtrichter 112 geladen ist und ein leerer Gussrahmen 120 in den Einfuhr/Ausfuhr-Förderer 119 befördert wurde. Der Formträger 106 wird auf der Formwechselvorrichtung 104 in einem durch eine Feder (nicht dargestellt) um etwa 5 mm angehobenen Zustand aufgesetzt, so dass sich ein Spalt von etwa 5 mm zur Formbasis 101 ergibt. Als nächstes bilden, wie in 2 dargestellt, alle segmentierten Verdichtungsfüße 113, 113 Vertiefungen und Vorsprünge, welche Vertiefungen und Vorsprünge in der Formplatte 105 unten ergänzen. In diesem Fall befindet sich der Nivellierrahmen 108 aufgrund der Löse-/Hubzylinder 107, 107A in einem Zustand, indem dieser von der Trennebene der Formplatte 105 nach oben vorsteht. Darüber hinaus wird der Formträger 106 mit Hilfe der Spannvorrichtung (nicht dargestellt) gegen die Formbasis 101 gedrückt.
Anschließend wird der Schieber 109 betätigt und der Sandladeeinlass 110 geschlossen. Danach werden die Einfüllrahmenzylinder 117, 117 ausgefahren, um den Einfüllrahmen 116 abzusenken, so dass dieser in dichten Kontakt mit der Oberseite des Gussrahmens 120 gedrückt wird, und die Rahmeneinstellzylinder 102, 102 werden zurückgezogen, so dass der Gussrahmen 120 auf den Nivellierrahmen 108 gedrückt wird, der um den äußeren Umfang der Formplatte 105 nach oben ragt.
Anschließend wird Niederdruckluft aus den mehreren Luftausstoßkammern in den Sandtrichter 112 ausgestoßen, wodurch eine Belüftung bewirkt wird, um den Formsand S im Sandtrichter 112 aufzuschlämmen und zu fluidisieren, während Niederdruckluft aus dem Luftzufuhrrohr 111 durch das Ein/Aus-Ventil (nicht abgebildet) in den Sandtrichter 112 geleitet wird, wodurch der Formraum durch die Sandladedüsen 114, 114 mittels der Niederdruckluft belüftet und mit dem Formsand S gefüllt wird.
Anschließend werden, wie in 3 dargestellt, die Rahmeneinstellzylinder 102, 102 weiter zurückgezogen, wodurch der anhebbare/absenkbare Tragrahmen 103 und die darauf abgestützten Elemente abgesenkt werden, während die Einfüllrahmenzylinder 117, 117 zurückgezogen werden. Ein erster Verdichtungsvorgang, der ein erster Kompressionsschritt für den Formsand S ist, wird so lange durchgeführt, bis die gesamten unteren Flächen der segmentierten Verdichtungsfüße 113, 113 flach werden, und gleichzeitig wird der Schieber 109 in umgekehrter Richtung betätigt und der Sandladeeinlass 110 geöffnet.
Als nächstes wird die Vorrichtung in einen Zustand zum Ablassen des Öls in den Löse-/Hubzylindern 107, 107A geschaltet, während die Rahmeneinstellzylinder 102, 102 bei einem höheren Druck als beim ersten Verdichten zurückgezogen werden, wodurch der Gussrahmen 120, der Einfüllrahmen 116 und die Verdichtungsfüße 113, 113 gemeinsam abgesenkt werden. Dies stellt eine zweite Verdichtung dar, die einen zweiten Kompressionsschritt für den gesamten Formsand S darstellt. Als Folge davon wird der Nivellierrahmen 108 durch die Stifte 124, 124A aufgrund des Zurückziehens der Löse-/Hubzylinder 107, 107A abgesenkt und wird im Wesentlichen eben mit der Trennebene der Formplatte 105.
Wenn der Nivellierrahmen 108 zu diesem Zeitpunkt das untere Ende nicht erreicht hat, wird eine Korrektur der Trennebene durchgeführt. Dies erfolgt durch Ausfahren der Einfüllrahmenzylinder 117, 117 und Absenken des Einfüllrahmens 116, um den Gussrahmen 120 nach unten zu drücken, bis der Nivellierrahmen 108 das untere Ende erreicht. Dadurch kann die untere Fläche des Gussrahmens 120 immer im Wesentlichen bündig mit der unteren Fläche der Gussform gemacht werden.
Um einen Gussrahmen 120, der auf diese Weise zum Formen einer Gussform verwendet wurde, freizugeben, werden die Rahmeneinstellzylinder 102, 102 mit einer niedrigen Geschwindigkeit und die Löse-/Hubzylinder 107, 107A mit einer Geschwindigkeit angehoben, die nicht langsamer als die der Rahmeneinstellzylinder 102, 102 wird.
Wenn die Rahmeneinstellzylinder 102, 102 angehoben werden, werden auch die Verdichtungsfüße 113, 113 und der Einfüllrahmen 116 gemeinsam angehoben. Gleichzeitig werden die Löse-/Hubzylinder 107, 107A mit einer Geschwindigkeit angehoben, die nicht langsamer wird als die der Rahmeneinstellzylinder 102, 102. So wird durch das Ausfahren der Löse-/Hubzylinder 107, 107A der Gussrahmen 120 durch den Nivellierrahmen 108 angehoben, gegen den Einfüllrahmen 116 gedrückt und gemeinsam mit diesem angehoben und dadurch von der Formplatte 105 getrennt.
Danach werden der Einfüllrahmen 116 und die segmentierten Verdichtungsfüße 113, 113 gemeinsam angehoben und während dieser Zeit wird der Gussrahmen 120, der zum Formen der Gussform verwendet wurde, vom Einfuhr/Ausfuhr-Förderer 119 aufgenommen und vollständig von der Formplatte 105 getrennt, während der Sandtrichter 112 mit Formsand aufgefüllt wird.
Als nächstes wird der Gussrahmen 120, der zum Formen der Gussform verwendet wurde, durch den Einfuhr/Ausfuhr-Förderer 119 ausgeführt, und ein leerer Gussrahmen 120 wird eingeführt, während die Formwechselvorrichtung 104 um 180° gedreht wird, um die Formplatte 105 durch die Formplatte 105A zu ersetzen. Dann werden die oben genannten Vorgänge wiederholt durchgeführt.
Die Festigkeitsberechnungseinheit 2A rechnet während des oben beschriebenen Betriebs der Form-Formungsvorrichtung 100 die Ausgaben der Sensoren (1) bis (18) in Gussformfestigkeiten um und liefert die Ergebnisse an die Steuervorrichtung 2B. Von dieser Festigkeitsberechnungseinheit 2A werden die Ausgaben von den Sensoren (1) bis (10) verwendet, um die Stärke A entlang des Außenumfangs der Gussform zu berechnen, die Ausgaben von den Sensoren (11) bis (18) werden verwendet, um die Stärke B des Produktabschnitts der Gussform zu berechnen, die Ausgaben von den Sensoren (1) bis (18) werden verwendet, um die Stärke C der gesamten Gussform zu berechnen, und die Ausgaben von den Sensoren (1) bis (18) werden verwendet, um die Disparität D in der Festigkeit in verschiedenen Abschnitten der Gussform zu berechnen.
Die Steuervorrichtung 2B weist erste bis sechste Steuereinheiten 202 bis 207 auf, und diese Steuereinheiten 202 bis 207 steuern die verschiedenen Teile der Form-Formungsvorrichtung auf der Grundlage der Ausgaben der Formsensoren (1) bis (18). Die Ausgabewerte von den Formsensoren (1) bis (18) können Druckwerte oder durch Umrechnung der Druckwerte erhaltene Gussformfestigkeitswerte sein. Im Folgenden wird der Fall beschrieben, in dem die Ausgabewerte der Formsensoren (1) bis (18) Gussformfestigkeitswerte sind, die durch Umrechnung der Druckwerte erhalten werden.
In diesem Fall wird die Form-Formungsvorrichtung 100 darauf trainiert, dass die Ursachen, aufgrund derer die Festigkeiten der Teile einer Gussform, die unter Verwendung der Ausgaben der Sensoren (1) bis (18) und der Festigkeitsberechnungseinheit 2A berechnet werden, nicht innerhalb eines definierten Bereichs liegen, der (a) Belüftungsdruck, die (b) Belüftungszeit, die (c) Platteneinstellposition, der (d) Verdichtungsdruck, die (e) Benutzung/Nichtbenutzung von Segmenten/Voreinstellungen, die (f) Segment-/Voreinstellbetriebszeit und die (g) Nivellierrahmenbetriebszeit sind. Die Ausgaben der Sensoren (1) bis (18) werden verwendet, um Rückmeldung bezüglich des (a) Belüftungsdrucks, der (b) Belüftungszeit, der (c) Platteneinstellposition, des (d) Verdichtungsdrucks, der (e) Benutzung/Nichtbenutzung von Segmenten/Voreinstellungen, der (f) Segment-/Voreinstellbetriebszeit und der (g) Nivellierrahmenbetriebszeit durchzuführen, so dass die in den jeweiligen Teilen der Gussform erforderlichen Festigkeiten erhalten werden.
Die Platteneinstellposition bezieht sich auf die Einstellposition der Verdichtungsfüße oder die Einstellposition der Verdichtungsplatte vor dem Verdichtungsvorgang (bevor der Sand eingefüllt wird). Die Dicke der Gussform kann durch Verstellen der Platteneinstellposition eingestellt werden.
Hinsichtlich des Verfahrens zur Rückmeldung jedes der zu steuernden Elemente, z.B. im Falle des (a) Belüftungsdrucks, wird eine Steuerung implementiert, um den Belüftungsdruck zu erhöhen und die Dichte des Formsandes S während der Belüftung zu erhöhen, wenn der Mittelwert der Gussformfestigkeit der Sensoren niedrig ist, und um den Belüftungsdruck zu senken und die Dichte des Formsandes S während der Belüftung zu verringern, wenn die Gussformfestigkeit hoch ist.
Im Falle der (b) Belüftungszeit wird eine Steuerung implementiert, um die Belüftungszeit zu verlängern und die Menge des eingefüllten Sandes zu erhöhen, wenn der Mittelwert der Gussformfestigkeit der Sensoren niedrig ist, und um die Belüftungszeit zu verkürzen und die Menge des eingefüllten Sandes zu verringern, wenn die Gussformfestigkeit hoch ist.
Im Falle der (c) Platteneinstellposition wird eine Steuerung implementiert, um die Platteneinstellposition niedrig einzustellen und die Gussformhöhe zu verringern, wenn der Mittelwert der Gussformfestigkeit der Sensoren niedrig ist, und um die Platteneinstellposition hoch einzustellen und die Gussformhöhe zu erhöhen, wenn die Gussformfestigkeit hoch ist.
Im Falle des (d) Verdichtungsdrucks wird eine Steuerung implementiert, um den Verdichtungsdruck zu erhöhen und das Sandkompressionsverhältnis zu erhöhen, wenn der Mittelwert der Gussformfestigkeit der Sensoren niedrig ist, und um den Verdichtungsdruck zu senken und das Sandkompressionsverhältnis zu verringern, wenn die Gussformfestigkeit hoch ist.
Im Falle der (e) Benutzung/Nichtbenutzung von Segmenten/Voreinstellungen wird eine Steuerung so implementiert, dass Segmente/Voreinstellungen verwendet werden und die Segmente so eingestellt werden, dass die Disparität in der Gussformfestigkeit der Sensoren verringert wird, wenn die Disparität groß ist, und dass die Einstellungen für die Segmente/Voreinstellungen nicht verändert werden, wenn die Disparität in der Gussformfestigkeit der Sensoren klein ist.
Im Falle der (f) Segment-/Voreinstellbetriebszeit wird eine Steuerung implementiert, um die Betriebszeit der Segmente/Voreinstellungen zu verzögern und den Formsand S ausreichend zu komprimieren, wenn der Mittelwert der Gussformfestigkeit der Sensoren niedrig ist, und um die Betriebszeit der Segmente/Voreinstellungen zu beschleunigen und die Kompression des Formsands S zu reduzieren, wenn die Gussformfestigkeit hoch ist.
Im Falle der (g) Nivellierrahmenbetriebszeit wird eine Steuerung implementiert, um die Betriebszeit des Nivellierrahmens zu beschleunigen und den Formsand S ausreichend zu komprimieren, wenn der Mittelwert der Gussformfestigkeit der Sensoren niedrig ist, und um den Betriebszeitpunkt des Nivellierrahmens zu verzögern und die Kompression des Formsands S zu reduzieren, wenn die Gussformfestigkeit hoch ist.
Die hier angegebenen Steuerverfahren für die Steuerziele (a) bis (g) sind nur ein Beispiel, und in Abhängigkeit von den Eigenschaften des Sandes und der Form des Modells kann manchmal genau die entgegengesetzte Art der Steuerung durchgeführt werden. Was beispielsweise die (f) Segment-/Voreinstellbetriebszeit betrifft, so kann die Steuerung durch Verzögerung oder Beschleunigung der Betriebszeit auf völlig entgegengesetzte Weise durchgeführt werden, je nachdem, ob ein segmentiertes System oder ein voreingestelltes System verwendet wird oder ob die Verdichtungsfüße ausgefahren oder eingefahren werden und wie diese Faktoren kombiniert werden. Wie auch immer das Steuerungsziel aussieht, die Steuerung wird immer so implementiert, dass bei hoher Gussformfestigkeit die Gussform abgesenkt und bei niedriger Gussformfestigkeit diese angehoben wird. Wenn die Disparität groß ist, wird die Disparität verringert, und wenn die Disparität klein ist, werden die Vorgänge gegenüber dem vorherigen Zyklus nicht besonders verändert.
In diesem Fall wird in Übereinstimmung mit der Ursache, d.h. dem (a) Belüftungsdruck, der (b) Belüftungszeit, der (c) Platteneinstellposition, dem (d) Verdichtungsdruck, der (e) Benutzung/Nichtbenutzung von Segmenten/Voreinstellungen, der (f) Segment-/Voreinstellungsbetriebszeit oder der (g) Nivellierrahmenbetriebszeit, entweder der Fall gewählt, in dem die Rückmeldung innerhalb eines Zyklus während der Produktion angewendet wird, oder der Fall, in dem die Rückmeldung im nächsten Zyklus angewendet wird.
Daher kann die Messzeit der Formsensoren während des Formens oder nach Abschluss des Formens liegen und wird unter Berücksichtigung des Zeitpunkts, zu dem die Rückmeldung angewendet wird, ausgewählt. Wenn die Messungen jedoch zum Zeitpunkt des Abschlusses des Formens durchgeführt werden, wird die Rückmeldung nicht in Echtzeit in dem gerade laufenden Zyklus angewendet.
Bei der oben beschriebenen Steuerung werden die Messergebnisse für die Festigkeit A entlang des Außenumfangs der Gussform kontinuierlich erfasst und zum Steuern der (g) Nivellierrahmenbetriebszeit verwendet. Die (g) Nivellierrahmenbetriebszeit kann in Echtzeit oder im nächsten Zyklus gesteuert werden, aber es ist besonders bevorzugt, wenn die Steuerung in Echtzeit erfolgt.
Wenn die Festigkeit A entlang des Außenumfangs der Gussform nicht ausreicht, wird eine Betriebsänderungsanweisung für die (g) Nivellierrahmenbetriebszeit bezüglich der Gussform, die gerade geformt wird, in Echtzeit ausgegeben, während der (d) Verdichtungsdruck überwacht wird. Zusätzlich werden für den nächsten Zyklus die Ergebnisse aus der Reaktion im aktuellen Zyklus einbezogen, eine Betriebsänderungsanweisung für die (g) Nivellierrahmenbetriebszeit und Betriebsänderungsanweisungen für den (a) Belüftungsdruck, die (b) Belüftungszeit, die (c) Platteneinstellposition, den (d) Verdichtungsdruck, die (e) Verwendung/Nichtverwendung von Segmenten/Voreinstellungen und die (f) Segment-/Voreinstellungsbetriebszeit in Verbindung mit unzureichender Festigkeit ausgegeben.
Zusätzlich werden bei der oben beschriebenen Steuerung die Messergebnisse für die Festigkeit B des Produktabschnitts der Gussform kontinuierlich erfasst und zum Steuern des (a) Belüftungsdrucks, der (b) Belüftungszeit und der (c) Platteneinstellposition im nächsten Zyklus verwendet. Bezüglich des (d) Verdichtungsdrucks, der (e) Benutzung/Nichtbenutzung von Segmenten/Voreinstellungen, der (f) Segment-/Voreinstellungsbetriebszeit und der (g) Nivellierrahmenbetriebszeit werden diese für die Steuerung in dem gerade laufenden Zyklus oder im nächsten Zyklus verwendet.
Wenn die Festigkeit B im Produktabschnitt der Gussform nicht ausreicht, werden Betriebsänderungsanweisungen für den (d) Verdichtungsdruck, die (e) Benutzung/Nichtbenutzung von Segmenten/Voreinstellungen und die (f) Segment/Voreinstellungsbetriebszeit für eine Gussform, die in Echtzeit geformt wird, ausgegeben. Darüber hinaus werden für den nächsten Zyklus die Ergebnisse aus der Reaktion im laufenden Zyklus eingearbeitet, Betriebsänderungsanweisungen für den (d) Verdichtungsdruck, die (e) Benutzung/Nichtbenutzung von Segmenten/Voreinstellungen und die (f) Segment-/Voreinstellungsbetriebszeit ausgegeben und Betriebsänderungsanweisungen für den (a) Belüftungsdruck, die (b) Belüftungszeit und die (c) Platteneinstellposition in Verbindung mit unzureichender Festigkeit ausgegeben.
Wenn die Festigkeit C in der gesamten Gussform nicht ausreicht, werden Betriebsänderungsanweisungen für den (d) Verdichtungsdruck, die (e) Benutzung/Nichtbenutzung von Segmenten/Voreinstellungen, die (f) Segment-/Voreinstellungsbetriebszeit und die (g) Nivellierrahmenbetriebszeit für eine Gussform, die in Echtzeit geformt wird, ausgegeben. Zusätzlich werden für den nächsten Zyklus die Ergebnisse aus der Reaktion im aktuellen Zyklus eingearbeitet, Betriebsänderungsanweisungen für den (d) Verdichtungsdruck, die (e) Benutzung/Nichtbenutzung von Segmenten/Voreinstellungen, die (f) Segment-/Voreinstellungsbetriebszeit und die (g) Nivellierrahmenbetriebszeit ausgegeben und Betriebsänderungsanweisungen für den (a) Belüftungsdruck, die (b) Belüftungszeit und die (c) Platteneinstellposition in Verbindung mit unzureichender Festigkeit ausgegeben.
Zusätzlich wird nicht nur die Steuerung automatisch in der Form-Formungsvorrichtung 100 implementiert, sondern, falls die erforderliche Festigkeit nicht erreicht wird, werden die Ursache und Gegenmaßnahmen auf dem Anzeigegerät 2C angezeigt, und die Einstellungen in der Form-Formungsvorrichtung 100 werden von einem Arbeiter korrigiert.
Eine erste Steuereinheit 202 steuert den Verdichtungsdruck beim Pressen des Formsandes S. Die Steuerziele für den Verdichtungsdruck sind die Rahmeneinstellzylinder 102, 102. Eine zweite Steuereinheit 203 und eine dritte Steuereinheit 204 steuern jeweils den Belüftungsdruck und die Belüftungszeit für das Aufschlämmen und Fluidisieren des Formsandes S beim Einfüllen des Formsandes S in den Form-Formungsraum. Die Steuerziele zur Änderung des Belüftungsdrucks und der Belüftungszeit sind in der Regel elektromagnetische Ventile (nicht abgebildet). Eine vierte Steuereinheit 205 steuert die Einstellposition der Verdichtungsfüße und die Einstellposition der Verdichtungsplatte, welche die Gießformdicke bestimmen. Die Steuerziele, welche die Einstellposition der Verdichtungsfüße oder die Einstellposition der Verdichtungsplatte bestimmen, sind die Einfüllrahmenzylinder 117, 117. Eine fünfte Steuereinheit 206 steuert die Betriebszeit des Nivellierrahmens 108, die sich weitgehend auf die Festigkeit entlang des Außenumfangs der Gussform auswirkt. Die Steuerziele der Betriebszeit des Nivellierrahmens 108 sind die Löse-/Hubzylinder 107, 107A. Eine sechste Steuereinheit 207 steuert den Betrieb der Verdichtungsfüße 113, 113, die zur ist Disparität der Festigkeit zwischen verschiedenen Teilen der Gussform beitragen. Das Steuerziel der Verdichtungsfüße 113, 113 ist ein Segment-/Voreinstellzylinder 130.
Was die Disparität D in der Festigkeit in den verschiedenen Teilen der Gussform betrifft, so besteht, wenn die Disparität einen definierten Wert oder größer ist, die Möglichkeit, dass es eine Anomalie in der Form-Formungsvorrichtung gibt, wie z.B. Verstopfen der Belüftungsdüse oder eines Filters oder Verklumpen (Hängen) des Sandes im Formsandtrichter. Daher wird auf der Anzeigevorrichtung 2C eine Warnung angezeigt und die Teile werden geprüft.
In diesem Fall wird die Möglichkeit einer Disparität D in der Festigkeit der Teile der Gussformen definiert, z.B. in Form der Standardabweichung oder dergleichen. Insbesondere wenn die Gussformfestigkeiten an den Stellen, die von der Festigkeitsberechnungseinheit 2A aus den Sensorausgaben der in 4 dargestellten Sensoren (1) bis (18) berechnet werden, durch X1 bis X18 wiedergegeben werden, kann die Standardabweichung s aus dem folgenden Ausdruck berechnet und danach beurteilt werden, ob diese gleich oder kleiner als ein definierter Wert ist oder nicht.
$s = \sqrt{\frac{1}{n} \sum_{i = 1}^{n} {(X_{i} - X_{a v g})}^{2}}$
In diesem Ausdruck steht n für die Anzahl der Proben (in diesem Fall n = 18) und X_avg für den Mittelwert der Gussformfestigkeit X_i (i = 1 bis 18) an allen Messpunkten (1) bis (18).
Für die Handhabung der Disparität D in der Festigkeit in den verschiedenen Teilen der Gussform werden ein vorbestimmter erster definierter Wert (k1) und ein zweiter definierter Wert (K2), der kleiner als der erste definierte Wert ist, verwendet.
Wenn die Disparität D(s) in der Festigkeit in den verschiedenen Teilen der Gussform größer ist als der erste definierte Wert (s > K1), dann werden, wie oben erwähnt, im nächsten Zyklus Inspektionen bezüglich Verstopfung der Belüftungsdüse, Hängen im Sandbehälter und Verstopfung des Belüftungsfilters durchgeführt.
Wenn die Disparität D(s) in der Festigkeit in den verschiedenen Teilen der Gussform kleiner oder gleich dem ersten definierten Wert (K1) und größer oder gleich dem zweiten definierten Wert (K2 ≤ s ≤ K1) ist, dann werden in Echtzeit Betriebsänderungsanweisungen bezüglich der (e) Benutzung/Nichtbenutzung von Segmenten/Voreinstellungen und des (f) Segment-/Voreinstellungszeitpunkts für die zu formende Gussform ausgegeben. Darüber hinaus werden für den nächsten Zyklus die Ergebnisse aus der Reaktion im aktuellen Zyklus eingearbeitet, Betriebsänderungsanweisungen für die (e) Benutzung/Nichtbenutzung von Segmenten/Voreinstellungen und den (f) Segment-/Voreinstellungsbetriebszeitpunkt ausgegeben, und Betriebsänderungsanweisungen für den (a) Belüftungsdruck, die (b) Belüftungszeit, die (c) Platteneinstellposition, den (d) Verdichtungsdruck und die (g) Nivellierrahmenbetriebszeitpunkte, die mit der Fehlfunktion verbunden sind, ausgegeben.
Da der Formsand in Chargen in vorgeschriebenen Mengen in einer Knetmaschine geknetet wird, können die Eigenschaften des Sandes in derselben Charge als relativ einheitlich betrachtet werden. Wenn daher die aus den Messwerten der Formsensoren errechnete Gussformfestigkeit nicht innerhalb eines definierten Bereiches liegt, kann die anschließende Formgebung unter Verwendung der Sollwerte nach Änderungen gemäß der oben beschriebenen Steuerung durchgeführt werden, und diese Sollwerte können auf eine einzelne Charge Formsand angewendet werden.
Zusätzlich kann bei der oben beschriebenen Steuerung die Reihenfolge, in der die Rückmeldung auf die zu steuernden Teile angewendet wird, die Reihenfolge der Korrektur der Einstellungen in der Form-Formungsvorrichtung durch einen Arbeiter oder die Anzahl der gleichzeitig zu handhabenden Kategorien in beliebiger Weise angewendet werden, z.B. eine auf einmal oder zwei oder mehrere gleichzeitig.
Unabhängig davon, ob die Sensoren an einer Verdichtungsplatte oder an den Verdichtungsfüßen oder die Sensoren an einer Formplatte montiert sind, werden in beiden Fällen die Sensoren, die verwendet werden, und die Sensoren, die nicht von der Festigkeitsberechnungseinheit 2A verwendet werden, in Übereinstimmung mit der Form des Produkts ausgewählt. Das liegt daran, dass Sensorausgaben, die nicht mit der Produktform zusammenhängen, werden bei der Messung der Gussformfestigkeit zu Rauschen und werden daher entfernt. Als Verfahren zur Auswahl der Sensoren können die Sensoren, welche die Gussformfestigkeit des Produkts am genauesten auswerten können, in Übereinstimmung mit einer aus einer Datenbank o.ä. gelesenen Produktform ausgewählt werden, so dass z.B. Sensoren in der Nähe des Produktabschnitts verwendet werden und Sensoren, die weit von der Form entfernt sind, nicht verwendet werden.
In diesem Fall werden in Bezug auf die oben beschriebene Reihe von Steuerungseinstellungen, wenn die Voraussetzungen, unter denen die Steuerung einheitlich rückgekoppelt wird, geändert werden, z.B. wenn das Produkt geändert wird, die Steuerungswerte initialisiert und Training und Analyse werden durch Datenerfassung erneut versucht. Die Steuerungswerte werden in einer Datenbank oder dergleichen gespeichert und wenn das Produkt geändert wird oder dergleichen, wenn die Kontrollwerte bereits gespeichert sind, dann werden diese als Ausgangswerte verwendet.
5 und 6 sind Flussdiagramme, welche die Steuerung des Betriebs des Nivellierrahmens während des Verdichtungsschritts in der Form-Formungsvorrichtung gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform darstellen.
In diesen Flussdiagrammen ist der Startpunkt der Zustand, in dem der Formsand in den Formraum geladen wurde. Zunächst wird in S601 der Verdichtungszyklus gestartet. Die Festigkeiten an verschiedenen Teilen werden von der Festigkeitsberechnungseinheit 2A anhand der Signale der Sensoren an den in 4 angegebenen Positionen (1) bis (10) berechnet und die Daten an die fünfte Steuereinheit 206 in der Steuervorrichtung 2B gesendet. (S602) Die fünfte Steuereinheit 206 überwacht, ob eine neu festgelegte Anfangsfestigkeit des Nivellierrahmens erreicht wurde oder nicht, und wenn diese nicht erreicht wurde, wird die Festigkeit sukzessive weiter überwacht. (S603) Wenn die eingestellte Festigkeit erreicht ist, beginnt das Absenken des Nivellierrahmens und der zweite Verdichtungsvorgang beginnt. (S604) Nachdem die zweite Verdichtung beendet ist, wird die Gussformfestigkeit zum Zeitpunkt der Beendigung des Formens berechnet. (S605) In diesem Verdichtungszyklus wird überprüft, ob eine Korrektur der Trennebene durchgeführt wurde oder nicht. (S606) Wenn die Korrektur der Trennebene durchgeführt wurde, wird geprüft, ob die Gussformfestigkeit zum Zeitpunkt der Beendigung des Formens innerhalb eines definierten Bereichs liegt oder nicht. (S607) Wenn die Gussformfestigkeit innerhalb des definierten Bereichs liegt, wird für den nächsten Verdichtungszyklus die Anfangsfestigkeitseinstellung des Nivellierrahmens von den Bedingungen, unter denen die Korrektur der Trennebene durchgeführt wurde, abgesenkt (S608) und der Start (Zeitpunkt des Nivellierrahmenbetriebs) des Nivellierrahmens früher als im aktuellen Zyklus eingestellt, und der Verdichtungszyklus endet. (S611)
In S607 wird, wenn die Gussformfestigkeit nicht innerhalb des definierten Bereichs liegt, geprüft, ob die Festigkeit zu hoch oder zu niedrig ist. (S609) Wenn die Festigkeit zu niedrig ist, dann wird, wie im Fall, dass die Gussformfestigkeit innerhalb des definierten Bereichs liegt, für den nächsten Verdichtungszyklus die Anfangsfestigkeitseinstellung des Nivellierrahmens abgesenkt (S608) und der Start des Nivellierrahmens früher als im aktuellen Zyklus eingestellt, und der Verdichtungszyklus endet. (S611) Wenn die Festigkeit zu hoch ist, wird beurteilt, dass eine mechanische Fehlfunktion aufgetreten ist, eine Warnung an die Anzeigevorrichtung 2C ausgegeben und der Verdichtungszyklus endet. (S610)
Wenn in S606 keine Korrektur der Trennebene durchgeführt wurde, wird der Prozess von S701 in 6 aus gestartet, und es wird geprüft, ob die Gussformfestigkeit innerhalb des definierten Bereichs liegt. (S702) Wenn die Festigkeit innerhalb des definierten Bereichs liegt, dann endet der Verdichtungszyklus. (S706) Wenn die Festigkeit nicht innerhalb des definierten Bereichs liegt, wird geprüft, ob die Festigkeit zu hoch oder zu niedrig ist. (S703) Wenn die Festigkeit zu hoch ist, wird für den nächsten Verdichtungszyklus die Anfangseinstellung der Festigkeit des Nivellierrahmens erhöht und der Startzeitpunkt des Nivellierrahmens verzögert, und der Verdichtungszyklus endet. (S704) Wenn die Festigkeit zu niedrig ist, wird für den nächsten Verdichtungszyklus die Anfangseinstellung der Festigkeit des Nivellierungsrahmens abgesenkt und der Startzeitpunkt des Nivellierungsrahmens früher eingestellt, und der Verdichtungszyklus endet. (S705)
Die Form-Formungsvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wie oben beschrieben, erfasst den Formsanddruck S an verschiedenen Teilen der Gussform, wandelt diese erfassten Ausgaben in Festigkeiten an den verschiedenen Teilen der Gussform um und erzeugt Gussformen durch Rückmeldung dieser Festigkeitsausgaben in die Teile der Form-Formungsvorrichtung 100. Auf diese Weise ist die Form-Formungsvorrichtung 100 in der Lage, nacheinander Gussformen mit der erforderlichen Gussformfestigkeit zu formen.
Obwohl ein Belüftungssystem bei dem Verfahren zum Laden des Sandes in der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. So kann z.B. ein Gravitations-Absetzsystem als Sandfüllverfahren verwendet werden. Obwohl die Form-Formungsvorrichtung in der vorliegenden Ausführungsform z.B. eine Kastenformvorrichtung war, ist die Form-Formungsvorrichtung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann eine kastenlose Form-Formungsvorrichtung verwendet werden.
(Zweite Ausführungsform)
7 zeigt eine vertikale Schnittansicht durch die Form-Formungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der Zeichnung bezeichnet die Bezugsziffer 250 einen Einfüllrahmen, 251 bezeichnet einen Gussrahmen, 252 bezeichnet einen Nivellierrahmen und 300 bezeichnet ein Verdichtungsplatte.
Wie in 7 dargestellt, sind die Oberflächen der Formplatte 105 und der Verdichtungsplatte 300, die mit dem Formsand S in Kontakt kommen, mit Formsensoren 201A, 201C zur Messung des auf diese Flächen ausgeübten Drucks des Formsands S versehen. Die in 7 dargestellten Sensoren 201A, 201C sind als schematische Konzeptzeichnungen dargestellt und die tatsächliche Anordnung der Sensoren ist in 8 dargestellt. In 8(a) sind die Details der in der Formplatte 105 vorgesehenen Formsensoren 201A dargestellt. 8(b) ist eine Schnittansicht entlang der Linie P2-P2 in 7, und diese Zeichnung stellt die Details der Formsensoren 201C, die in der Verdichtungsplatte 300 vorgesehen sind, dar.
Die in dieser Zeichnung dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten oben beschriebenen Ausführungsform dadurch, dass die Verdichtungsplatte 300 als Element zur Durchführung des Verdichtungsvorgangs verwendet wird.
Abgesehen von der Tatsache, dass der Verdichtungsvorgang von einer Verdichtungsplatte 300 durchgeführt wird, werden die Gussformen in dieser Ausführungsform durch ähnliche Vorgänge wie in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform geformt, und es werden ähnliche Funktionen und Wirkungen wie in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform erzielt.
(Modifizierte Beispiele)
Im Folgenden werden modifizierte Beispiele der oben beschriebenen Ausführungsformen im Zusammenhang mit der Montage der Formsensoren erläutert. Die nachfolgenden modifizierten Beispiele unterscheiden sich in der Anzahl der auf der Formplatte 105 und den Verdichtungsfüßen 113, 113, ... montierten Formsensoren.
9 zeigt die Anordnung der Sensoren für den Fall, dass mehrere Formsensoren auf der Formplatte 105 (9(a)) montiert sind und ein Formsensor auf den Verdichtungsfüßen 113, 113, ... (9(b)) montiert ist.
10 zeigt die Anordnung der Sensoren für den Fall, dass ein Formsensor auf der Formplatte 105 (10(a)) montiert ist und mehrere Formsensoren auf den Verdichtungsfüßen 113, 113, ... (10(b)) montiert sind.
11 zeigt die Anordnung der Sensoren für den Fall, dass ein Formsensor auf der Formplatte 105 (11 (a)) und ein Formsensor auf den Verdichtungsfüßen 113, 113, ... (11 (b)) montiert ist.
Wenn mehrere Formsensoren auf der Formplatte 105 und keine Formsensoren auf den Verdichtungsfüßen 113, 113, ... montiert sind, wird die Anordnung der Sensoren auf der Formplatte 105 wie in 9(a) dargestellt, und in diesem Fall sind keine Sensoren auf den Verdichtungsfüßen 113, 113, ... montiert (nicht abgebildet).
Wenn ein Formsensor auf der Formplatte 105 montiert ist und keine Formsensoren auf den Verdichtungsfüßen 113, 113, ... montiert sind, entspricht die Anordnung des Sensors auf der Formplatte 105 der Darstellung in 10(a), und in diesem Fall sind keine Sensoren auf den Verdichtungsfüßen 113, 113, ... montiert. (nicht abgebildet).
Wenn die Formsensoren nicht auf der Formplatte 105 montiert sind und mehrere Formsensoren auf den Verdichtungsfüßen 113, 113, ... montiert sind, entspricht die Anordnung der Sensoren auf den Verdichtungsfüßen 113, 113, ... der Darstellung in 10(b), und in diesem Fall sind keine Sensoren auf der Formplatte 105 montiert (nicht abgebildet).
Wenn die Formsensoren nicht auf der Formplatte 105 montiert sind und ein Formsensor auf den Verdichtungsfüßen 113, 113, ... montiert ist, wird die Anordnung des Sensors auf den Verdichtungsfüßen 113, 113, ... wie in 9(b) dargestellt, und in diesem Fall sind keine Sensoren auf der Formplatte 105 montiert (nicht abgebildet).
Die modifizierten Beispiele unten unterscheiden sich hinsichtlich der Anzahl der auf der Formplatte 105 und der Verdichtungsplatte 300 montierten Formsensoren.
12 stellt die Anordnung der Sensoren für den Fall dar, dass mehrere Formsensoren auf der Formplatte 105 (12(a)) und ein Formsensor auf der Verdichtungsplatte 300 (12(b)) montiert sind.
13 stellt die Anordnung der Sensoren für den Fall dar, dass ein Formsensor auf der Formplatte 105 (13(a)) und mehrere Formsensoren auf der Verdichtungsplatte 300 (13(b)) montiert sind.
14 stellt die Anordnung der Sensoren für den Fall dar, dass ein Formsensor auf der Formplatte 105 (14(a)) und ein Formsensor auf der Verdichtungsplatte 300 (14(b)) montiert ist.
Wenn mehrere Formsensoren auf der Formplatte 105 und keine Formsensoren auf der Verdichtungsplatte 300 montiert sind, wird die Anordnung der Sensoren auf der Formplatte 105 wie in 12(a) dargestellt, und in diesem Fall sind keine Sensoren auf der Verdichtungsplatte 300 montiert (nicht dargestellt).
Wenn ein Formsensor auf der Formplatte 105 und keine Formsensoren auf der Verdichtungsplatte 300 montiert sind, wird die Anordnung des Sensors auf der Formplatte 105 wie in 13(a) dargestellt, und in diesem Fall sind keine Sensoren auf der Verdichtungsplatte 300 montiert (nicht abgebildet).
Wenn keine Formsensoren auf der Formplatte 105 montiert sind und mehrere Formsensoren auf der Verdichtungsplatte 300 montiert sind, wird die Anordnung der Sensoren auf der Verdichtungsplatte 300 wie in 13(b) dargestellt, und in diesem Fall sind keine Sensoren auf der Formplatte 105 montiert (nicht abgebildet).
Wenn keine Formsensoren auf der Formplatte 105 montiert sind und ein Formsensor auf der Verdichtungsplatte 300 montiert ist, wird die Anordnung des Sensors auf der Verdichtungsplatte 300 wie in 12(b) dargestellt, und in diesem Fall sind keine Sensoren auf der Formplatte 105 montiert (nicht abgebildet).
Die oben beschriebenen Variationen bei der Montage der Formsensoren auf der Formplatte 105 und den Verdichtungsfüßen 113, 113,... oder der Verdichtungsplatte 300 können unter Berücksichtigung von Faktoren wie der Steuergenauigkeit und den Kosten der Form-Formungsvorrichtung, basierend auf der Form der zu formenden Gussform, entsprechend ausgewählt werden.
Bezugszeichenliste

105, 105A: Formplatte
113: Verdichtungsfuß
201A, 201B, 201C: Formsensor
2A: Festigkeitsberechnungseinheit
2B: Steuervorrichtung
2C: Anzeigevorrichtung
300: Verdichtungsplatte
202 to 207: erste bis sechste Steuereinheit
108, 108A, 252: Nivellierrahmen
S: Formsand

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP H7232235 A [0007]
JP 61092439 U [0007]

Claims

Form-Formungsvorrichtung, aufweisend: einen Formsensor, der einen Formsanddruck misst, der auf eine Oberfläche einer Formplatte und/oder einen Verdichtungsfuß oder auf eine Oberfläche einer Formplatte und/oder einer Verdichtungsplatte ausgeübt wird; und eine Steuervorrichtung, die den Betrieb der Form-Formungsvorrichtung auf der Grundlage einer Ausgabe des Formsensors steuert.
Form-Formungsvorrichtung nach Anspruch 1, ferner aufweisend eine Festigkeitsberechnungseinheit, die eine Gussformfestigkeit auf der Grundlage einer Ausgabe des Formsensors berechnet, wobei der Betrieb der Form-Formungsvorrichtung auf der Grundlage einer Ausgabe der Festigkeitsberechnungseinheit gesteuert wird.
Form-Formungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Vielzahl der Formsensoren auf der Oberfläche der Formplatte und/oder des Verdichtungsfußes oder auf der Oberfläche der Formplatte und/oder der Verdichtungsplatte vorgesehen sind.
Form-Formungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Steuervorrichtung eine erste Steuereinheit aufweist, die einen Verdichtungsdruck auf der Grundlage der Ausgabe des Formsensors steuert.
Form-Formungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Steuervorrichtung eine zweite Steuereinheit aufweist, die einen Belüftungsdruck auf der Grundlage der Ausgabe des Formsensors steuert.
Form-Formungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Steuervorrichtung eine dritte Steuereinheit aufweist, die eine Belüftungszeit auf der Grundlage der Ausgabe des Formsensors steuert.
Form-Formungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Steuervorrichtung eine vierte Steuereinheit aufweist, die eine Einstellposition des Verdichtungsfußes oder der Verdichtungsplatte auf der Grundlage der Ausgabe des Formsensors steuert.
Form-Formungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Steuervorrichtung eine fünfte Steuereinheit aufweist, die einen Nivellierrahmen auf der Grundlage der Ausgabe des Formsensors steuert.
Form-Formungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Steuervorrichtung eine sechste Steuereinheit aufweist, die den Verdichtungsfuß auf der Grundlage der Ausgabe des Formsensors steuert.
Form-Formungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Formsensor entsprechend einer Form eines Produktabschnitts der Formplatte ausgewählt ist.
Form-Formungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, aufweisend eine Anzeigevorrichtung, die, wenn die Ausgabe des Formsensors nicht wenigstens ein notwendiger Ausgabewert ist, eine Ursache, aufgrund derer die notwendige Ausgabe nicht erhalten wird, und eine Gegenmaßnahme dafür anzeigt.
Form-Formungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 11, aufweisend eine Anzeigevorrichtung, die, wenn die Ausgaben der Formsensoren eine Disparität von einem vorbestimmten Wert oder größer aufweisen, eine Warnung bezüglich der Verstopfung einer Belüftungsdüse, Verstopfung eines Belüftungsfilters oder Verklumpung von Sand in einem Formsandtrichter anzeigt, anstatt dass die Steuervorrichtung die Form-Formungsvorrichtung steuert.
Verfahren zum Steuern einer Form-Formungsvorrichtung, wobei das Verfahren umfasst: Messen eines Formsanddrucks, der auf eine Oberfläche einer Formplatte und/oder einen Verdichtungsfuß oder auf eine Oberfläche einer Formplatte und/oder einer Verdichtungsplatte ausgeübt wird; und Steuern des Betriebs der Form-Formungsvorrichtung auf der Grundlage der Messung.
Verfahren zum Steuern der Form-Formungsvorrichtung nach Anspruch 13, wobei das Verfahren zudem das Berechnen einer Gussformfestigkeit auf der Grundlage des Drucks umfasst und der Betrieb der Form-Formungsvorrichtung auf der Grundlage der Gussformfestigkeit gesteuert wird.