JP2013212526A - 金型温度監視装置及びその監視方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】赤外線カメラ8によって撮像した画像に基づいて型表面3b,4bの温度を監視する金型温度監視装置1において、離型剤を型表面3b,4bに塗布する離型剤塗布ユニット7と、離型剤塗布ユニット7と赤外線カメラ8とが装着される可動ヘッド部6を第2リンクアーム5c先端に回動自在に装備したロボットアーム5と、制御手段9とを備え、赤外線カメラ8を、その撮像方向が離型剤塗布ユニット7の離型剤の塗布方向と異なる方向になるように可動ヘッド部6に装着し、制御手段9が、金型2を型開状態にして成形品取出し後において離型剤の塗布後に赤外線カメラ8が型表面3b,4bに対向するように可動ヘッド部6の向きを変更して赤外線カメラ8により型表面3b,4bを撮像する。
【選択図】 図3
Description
しかし、冷却媒体の温度変化は金型全体の平均温度の温度変化を反映するものの、成形品の局所的な部位毎の温度変化を反映するものではない。しかも、成形品の冷却状態は外気温等の環境要因からも影響を受けるため、冷却媒体の温度によって成形品の部位毎の温度を精度良く把握することは容易ではない。
請求項3の発明によれば、簡単な構造で低コスト化と軽量化を図りつつ、固定型と可動型の型表面を撮像することができる。
請求項4の発明によれば、簡単な動作で広範囲の撮像エリアを撮像することができる。
請求項5の発明によれば、基本的に請求項1の発明と同様の効果を奏することができる。
図1〜図3に示すように、本実施例の金型温度監視装置1は、鋳造機(図示略)の固定型3及び可動型4を備えた成形用金型2と、アーム先端に可動ヘッド部6を装備したロボットアーム5と、可動ヘッド部6に装着された離型剤塗布ユニット7及び赤外線カメラ8(撮像手段)と、制御手段9等を備えている。鋳造機は、例えば、アルミニウムを主原料としたアルミ合金製シリンダブロックを製造する高圧鋳造装置である。
金型2は、固定型3と移動可能な可動型4によって構成され、これらの内部には強制冷却用冷却水を循環させるための冷却水通路等を備えた冷却装置が夫々設けられている。
図2(a)に示すように、固定型3は、その表面にシリンダブロック形状の一部を成形するための成形面3aが形成され、この成形面3aが可動型4に対向するように基台に搭載されている。図2(b)に示すように、可動型4は、その表面にシリンダブロック形状の一部を成形するための成形面4aが形成され、この成形面4aが固定型3の成形面3aに対向した状態で固定型3に対して直線的に接近・離隔可能に構成されている。
可動型4には、可動型4の移動方向に対して直交方向に接近・離隔可能な21対のサブ金型41が左右両側位置に設けられている。
図1に示すように、ロボットアーム5は、固定型3の上端部に固定され上下方向軸回りに回転自在な回転台5aと、この回転台5aに枢支され枢支軸回りに上下方向に回動自在な第1リンクアーム5bと、この第1リンクアーム5bの先端に枢支され枢支軸回りに上下方向にへ回動自在な第2リンクアーム5c等を備え、この第2リンクアーム5cの先端には可動ヘッド部6が装備されている。これにより、可動ヘッド部6は回転台5aを中心とする球状空間内を3次元的に移動することができる。このロボットアーム5は、待機状態のとき、図1において仮想線で示す原位置に退避し、離型剤塗布工程を開始するとき、図1において実線で示す初期位置(型開状態における固定型3と可動型4の中間位置)へ移動する。
図3に示すように、ケーシング6aの先端には、立方体状の取付座部10を介して離型剤塗布ユニット7が装着されている。離型剤塗布ユニット7は、筒状の本体部7aと、この本体部7aの左右端部に設けられた同時噴射可能な1対のノズル部7b等を備えている。
筒状の本体部7aは、離型剤収容タンク(図示略)から加圧エアによって加圧された離型剤を導入するためのパイプ状流通路(図示略)と、この流通路先端に接続され左右1対のノズル部7bに離型剤を均等に分配するパイプ状分配通路(図示略)等を備えている。
左右1対のノズル部7bは、噴出方向が左右方向に夫々反対向きになるように配置され、各噴射口が成形面3a,4aに対して離型剤を偏りなく均一に吹き付け可能に構成されている。
コンピュータ9aは、可動ヘッド部6(モータ)と、離型剤塗布ユニット7と、赤外線カメラ8と電気的に接続され、これらの作動を制御可能に構成されている。
コンピュータ9aは、撮像位置切換制御と撮像方向切換制御と温度異常判定制御とを実行可能なプログラムを備え、ソフトウェア上の機能として各プログラムに基づいて夫々の装置を制御している。このコンピュータ9aが、本発明の温度分布演算手段と異常部位判定手段に相当している。
まず、高圧鋳造を開始する(S1)。
1対のサブ金型41を型締状態にした可動型4の型表面4bを固定型3の型表面3bに当接させて固定型3と可動型4とを型締めした後、アルミ合金の溶湯を金型2のキャビティ内へ高速高圧で射出注入する。所定時間放置して溶湯を凝固させ(S2)、可動型4を固定型3から離隔移動させると共に2対のサブ金型41を互いに離隔させた型開状態にして(S3)、シリンダブロック(製品)を可動型4から取出す(S4)。
まず、S11では、可動型4の型表面4bを撮像する。
可動型4には、離隔(型開)状態の2対のサブ金型41が一体的に設けられるため、型表面4bの面積が固定型3の型表面3bよりも大きく、撮像範囲も広い。そこで、可動型4の撮像範囲である型表面4bを上下に2分割し、上側の第1撮像エリアAと下側の第2撮像エリアBとを一部重複して夫々撮像する。
第1撮像エリアAと第2撮像エリアBの撮像完了後、可動型温測定工程(S12)に移行する。
固定型3の型表面3bの撮像では、赤外線カメラ8の撮像方向を、可動型対向方向から他側方向へ180度回動させて固定型3に対向する固定型対向方向に変更し、赤外線カメラ8の撮像位置を、下側位置からシリンダ6bのロッドを収縮させた原位置に変更することによって、赤外線カメラ8を型表面3bの中央部分に対向させる。この後、型表面3bを撮像する。固定型3の型表面3bの撮像完了後、固定型温測定工程(S14)に移行する。
S14の後、赤外線カメラ8を片側方向へ90度回動させて初期状態に復帰する(S15)。
S8では、ロボットアーム5を初期位置から原位置に復帰させた後、21対のサブ金型41を型締状態にした可動型4を固定型3に接近移動し固定型3と可動型4とを型締めして鋳造サイクルを終了する。S8の後、S1へリターンして次の鋳造サイクルを繰り返す。
この金型温度監視装置1によれば、簡単な構造で離型剤塗布による赤外線カメラ8の汚れの影響を受けにくく、離型剤塗布工程S5のためのロボットアーム5による移動・復帰工程を撮像工程S11,S13のためのロボットアーム5による移動・復帰工程に兼用することができ、撮像するために必要な専用の移動・復帰工程を省略できるから、鋳造サイクルの長期化を招くことなく、赤外線カメラ8を待機位置であるロボットアーム5の原位置から型表面3b,4bの正面位置へ移動でき、生産性を良好に維持することができる。簡単な動作で赤外線カメラ8を型表面3b,4bに対向した撮像姿勢である可動型対向方向や固定型対向方向に移動でき、型表面3b,4bを正面から撮像することができるから、環境要因等に影響を受けることなく、金型表面3b,4bの温度を精度良く監視することができ、鋳造欠陥等の発生を防止できる。
1〕前記実施例においては、離型剤塗布工程の後に固定型と可動型との撮像工程を行なう例を説明したが、少なくとも成形品を取出した後であれば良く、離型剤塗布工程の前に固定型と可動型との撮像工程を行なっても良い。
5〕その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態も包含するものである。
2 金型
3 固定型
3b 型表面
4 可動型
4b 型表面
5 ロボットアーム
5c 第2リンクアーム
6 可動ヘッド部
7 離型剤塗布ユニット
8 赤外線カメラ
9 制御手段
9a コンピュータ
41 サブ金型
S5 離型剤塗布工程
S11 可動型撮像工程
S13 固定型撮像工程
A 第1撮像エリア
B 第2撮像エリア
Claims (5)
- 開閉式の成形用金型の型表面を撮像する撮像手段と、この撮像手段によって撮像した画像に基づいて前記型表面の温度を監視する金型温度監視装置において、
離型剤を前記型表面に塗布する離型剤塗布ユニットと、
前記離型剤塗布ユニットと撮像手段とが装着される可動ヘッド部をアーム先端に回動自在に装備したロボットアームと、
前記撮像手段と離型剤塗布ユニットと可動ヘッド部との作動を制御する制御手段とを備え、
前記撮像手段を、その撮像方向が前記離型剤塗布ユニットの離型剤の塗布方向と異なる方向になるように前記可動ヘッド部に装着し、
前記制御手段は、型開状態にして成形品取出し後において離型剤の塗布前または塗布後に前記撮像手段が前記型表面に対向するように前記可動ヘッド部の向きを変更して前記撮像手段に前記型表面を撮像させることを特徴とする金型温度監視装置。 - 前記撮像画像に基づいて撮像された型表面の温度分布を演算する温度分布演算手段と、
正常時の型表面の温度分布を示すマスタ画像を有し、このマスタ画像と前記温度分布とを比較して型表面の温度異常部位を判定する異常部位判定手段とを備えたことを特徴とする請求項1に記載の金型温度監視装置。 - 前記金型が固定型と可動型とを備え、
前記制御手段は、単一の撮像手段によって前記固定型と可動型のうち片方の型表面を撮像後、前記可動ヘッド部を反転して他方の型表面を撮像させることを特徴とする請求項1又は2に記載の金型温度監視装置。 - 前記可動型が可動型の移動方向に対して直交方向に移動可能なサブ金型を備えると共に前記可動型の型表面が複数の撮像エリアに分割され、
前記制御手段が前記可動ヘッド部をシフト動作させて前記複数の撮像エリアを連続して撮像することを特徴とする請求項3に記載の金型温度監視装置。 - 開閉式の成形用金型の型表面を撮像する撮像手段と、この撮像手段によって撮像された画像に基づいて前記型表面の温度を監視する金型温度監視方法において、
離型剤を前記型表面に塗布する離型剤塗布ユニットと、離型剤の塗布方向と撮像方向とが異なる方向になるように前記離型剤塗布ユニットと撮像手段とが装着される可動ヘッド部をアーム先端に回動自在に装備したロボットアームと、前記撮像手段と離型剤塗布ユニットと可動ヘッド部との作動を制御する制御手段とを予め設けておき、
前記金型を型開状態にして成形品取出し後において前記離型剤塗布ユニットを前記金型の型表面近傍位置に移動させて離型剤を塗布する離型剤塗布工程と、
前記金型を型開状態のまま、離型剤塗布工程前または離型剤塗布工程後に前記撮像手段が前記型表面に対向するように前記可動ヘッド部の向きを変更して前記型表面を撮像する撮像工程と、
を備えたことを特徴とする金型温度監視方法。
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