JP2014054641A - Discrimination apparatus and discrimination method for discriminating between molten metal and foreign matter stored in furnace - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は炉内に貯留された金属溶湯と異物を識別する識別装置と識別方法に関し、たとえば溶解炉若しくは保持炉などの炉内に貯留された金属溶湯と、金属溶湯の液面に浮遊している若しくは炉の壁面に付着している異物を識別する識別装置と識別方法に関するものである。 The present invention relates to an identification device and an identification method for identifying a metal melt and foreign matter stored in a furnace, for example, a metal melt stored in a furnace such as a melting furnace or a holding furnace, and floating on a liquid surface of the metal melt. The present invention relates to an identification device and an identification method for identifying a foreign substance attached to a wall surface of a furnace.
従来から、高品質な鋳造品を製造するために、金型内に充填される金属溶湯には酸化物などの混入を抑制する様々な対策が施されている。 Conventionally, in order to manufacture a high-quality cast product, various measures for suppressing the mixing of oxides and the like have been applied to the molten metal filled in the mold.
このような対策の従来技術として、特許文献1、2には、竪射出鋳造機の射出スリーブ内もしくは保持容器内の金属溶湯の液面に形成された酸化物を除去する技術が開示されている。また、特許文献3には、金属溶解用鋳型の内面に形成された付着物を除去する技術が開示されている。
As conventional techniques for such measures,
特許文献1に開示されている溶湯給湯方法は、ラドルを傾転させて射出スリーブ内に溶湯を給湯した後にラドルを給湯前の位置まで戻す際、ラドルの先端に設けた酸化膜除去装置を用い、射出スリーブ内の溶湯液面上に浮遊する酸化膜を捕捉して溶湯内から除去する方法である。
The molten metal hot water supply method disclosed in
また、特許文献2に開示されている鋳造方法は、保持容器内に注湯され貯留された溶湯の液面に向けて給湯機と別体の操作機に取り付けられた専用治具を挿入し、溶湯液面上に形成された酸化膜をその専用治具によってすくい取るように捕捉しつつ酸化膜と同時にすくい取られた溶湯を専用治具から落下させて保持容器内に戻し、酸化膜が捕捉された保持容器内の溶湯を金型内部に射出して鋳造品を成形加工する方法である。 In addition, the casting method disclosed in Patent Document 2 inserts a dedicated jig attached to an operating machine separate from the water heater toward the liquid level of the molten metal poured and stored in the holding container, The oxide film formed on the surface of the molten metal is captured so as to be scooped by the dedicated jig, and the molten metal scooped at the same time as the oxide film is dropped from the dedicated jig and returned to the holding container, and the oxide film is captured. In this method, the molten metal in the holding container is injected into the mold to mold the cast product.
また、特許文献3に開示されている鋳型洗浄装置は、掻取り冶具が装着されたロボットアームの先端部に鋳型内面の表面状況を検知する画像処理センサーを装着し、鋳型内面からの光学的反射強度を検出することによって鋳型内面の表面状態を検知する装置である。
Further, the mold cleaning apparatus disclosed in
特許文献1に開示されている溶湯給湯方法によれば、ラドルの給湯と戻しの動作を利用し、ラドルの先端に設けた酸化膜除去装置によって射出スリーブ内の溶湯液面上に浮遊する酸化膜を鋳造毎に溶湯内から除去することができ、鋳造品への酸化膜の巻き込みを防止することができる。
According to the molten metal hot water supply method disclosed in
また、特許文献2に開示されている鋳造方法によれば、溶湯液面上に形成された酸化膜を専用治具で捕捉しつつ酸化膜と同時にすくい取られた溶湯を専用治具から落下させて保持容器内に戻すことによって、酸化物の混入が少なく機械的特性に優れた鋳造品を得ることができる。 Moreover, according to the casting method disclosed in Patent Document 2, the molten metal scooped at the same time as the oxide film is dropped from the dedicated jig while the oxide film formed on the melt surface is captured by the dedicated jig. By returning to the holding container, it is possible to obtain a cast product with less mixing of oxides and excellent mechanical properties.
また、特許文献3に開示されている鋳型洗浄装置によれば、画像処理センサーを用いることで鋳型内面の表面状態を精密にまた定量的に把握することができ、鋳型内面の表面仕上げの状態、すなわち、掻取り治具を用いて鋳型内面を仕上げる場合の終点を的確に把握することができる。
In addition, according to the mold cleaning apparatus disclosed in
ところで、射出スリーブ内や保持容器内の金属溶湯の液面上や射出スリーブや保持容器の壁面上には、上記する酸化膜とともに金属溶湯の形成素材が固化して形成される金属溶湯塊が存在することが本発明者等によって確認されている。 By the way, on the liquid surface of the molten metal in the injection sleeve or the holding container, or on the wall surface of the injection sleeve or the holding container, there is a molten metal lump formed by solidifying the material for forming the molten metal together with the above oxide film. This has been confirmed by the present inventors.
そのため、特許文献1、2に開示されている方法においては、酸化膜除去装置や専用治具によって酸化膜とともに金属溶湯の液面上に浮遊する金属溶湯塊を捕捉してしまい、製造される鋳造品の歩留まり率が低下してその品質が低下するといった問題が生じ得る。
Therefore, in the methods disclosed in
また、特許文献3に開示されている装置においては、鋳型内の金属溶湯の液面や鋳型の内面に付着する付着物から金属溶湯塊と酸化物を如何にして識別して処理するかについては一切言及されていない。
In addition, in the apparatus disclosed in
本発明は上記する問題に鑑みてなされたものであり、簡便な方法で、溶解炉若しくは保持炉などの炉内に貯留された金属溶湯の液面に浮遊している若しくは炉の壁面に付着している金属溶湯塊と酸化物を識別することのできる識別装置と識別方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and is suspended by a simple method on a liquid surface of a molten metal stored in a furnace such as a melting furnace or a holding furnace or attached to a wall surface of the furnace. An object of the present invention is to provide an identification device and an identification method capable of identifying a molten metal lump and an oxide.
前記目的を達成すべく、本発明による識別装置は、炉内に貯留された金属溶湯と、金属溶湯の液面に浮遊している若しくは炉の壁面に付着している異物を識別する識別装置であって、前記異物が、前記金属溶湯が固化した金属溶湯塊若しくは該金属溶湯が固化して酸化された金属溶湯酸化物からなる識別装置において、前記金属溶湯の液面から前記炉の壁面に亘って撮像する撮像部と、前記撮像部によって撮像された画像から前記金属溶湯の液面に浮遊している若しくは前記炉の壁面に付着している異物を検出し、検出された該異物を光沢度、色彩、形状の少なくともいずれか一つからなる識別要素に基づいて金属溶湯塊と金属溶湯酸化物に識別する識別部と、を備えているものである。 In order to achieve the above object, an identification apparatus according to the present invention is an identification apparatus for identifying a molten metal stored in a furnace and a foreign object floating on the surface of the molten metal or adhering to the wall of the furnace. In the identification device comprising the molten metal solidified by the molten metal or the molten metal oxide obtained by solidifying and oxidizing the molten metal, the foreign matter extends from the liquid level of the molten metal to the wall surface of the furnace. And detecting foreign matter floating on the liquid surface of the molten metal or adhering to the wall surface of the furnace from the image taken by the imaging portion, and detecting the detected foreign matter And a discriminating unit for discriminating between the molten metal lump and the molten metal oxide based on the discriminating element comprising at least one of color and shape.
上記する識別装置によれば、識別部が、撮像部によって撮像された金属溶湯の液面と炉の壁面の画像から金属溶湯の液面に浮遊している若しくは炉の壁面に付着している異物を検出し、検出された異物の光沢度、色彩、形状の少なくともいずれか一つからなる識別要素に基づいてその異物を金属溶湯塊と金属溶湯酸化物に識別することによって、炉内に貯留された金属溶湯の液面に浮遊している若しくは炉の壁面に付着している金属溶湯塊と金属溶湯酸化物を精緻に識別することができる。なお、金属溶湯の液面に浮遊している若しくは炉の壁面に付着している異物を検出することには、金属溶湯の液面に浮遊している異物と炉の壁面に付着している異物が存在する場合にその双方を検出し、金属溶湯の液面に浮遊している異物と炉の壁面に付着している異物のいずれか一方のみが存在する場合にはその一方のみを検出することが含まれる。 According to the identification device described above, the identification unit has a foreign object floating on the molten metal surface or adhering to the wall surface of the furnace from the image of the molten metal surface and the furnace wall surface imaged by the imaging unit. And the foreign matter is stored in the furnace by identifying the foreign matter as a molten metal lump and a molten metal oxide based on an identification element consisting of at least one of the glossiness, color, and shape of the detected foreign matter. The molten metal lump and the molten metal oxide floating on the surface of the molten metal or adhering to the wall surface of the furnace can be precisely distinguished. In order to detect foreign matter floating on the molten metal surface or adhering to the furnace wall surface, foreign material floating on the molten metal surface and foreign material adhering to the furnace wall surface can be detected. If there is only one of the foreign matter floating on the surface of the molten metal and the foreign matter adhering to the wall of the furnace, detect only one of them. Is included.
また、上記する識別装置は、前記金属溶湯の液面と前記炉の壁面に対して相対的に移動自在となっている処理部と、該処理部の移動を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記識別部が前記異物を金属溶湯塊と識別した場合に、前記処理部を移動させ、前記金属溶湯塊を金属溶湯内に浸漬させて溶融させるようになっているものである。また、前記制御部は、前記識別部が前記異物を金属溶湯酸化物と識別した場合に、前記処理部を移動させ、前記金属溶湯酸化物を前記金属溶湯の液面若しくは前記炉の壁面から除去するようになっているものである。 Further, the identification device described above includes a processing unit that is relatively movable with respect to the liquid level of the molten metal and the wall surface of the furnace, and a control unit that controls movement of the processing unit, When the identification unit identifies the foreign object as a molten metal lump, the control unit moves the processing unit, so that the molten metal lump is immersed in the molten metal and melted. . Further, the control unit moves the processing unit when the identification unit identifies the foreign matter as the molten metal oxide, and removes the molten metal oxide from the liquid surface of the molten metal or the wall surface of the furnace. It is what is supposed to do.
上記する識別装置によれば、識別部が異物を金属溶湯塊と識別した場合に、処理部によって金属溶湯塊を金属溶湯内に浸漬させて溶融させることによって、その金属溶湯を用いて製造される鋳造品の歩留まり率を確実に高めることができるとともに、金属溶湯の液面に浮遊している若しくは炉の壁面に付着している金属溶湯塊の酸化を抑制して鋳造品への酸化物の混入を効果的に抑制することができる。また、識別部が異物を金属溶湯酸化物と識別した場合に、処理部によって金属溶湯酸化物を金属溶湯の液面若しくは炉の壁面から除去することによって、金属溶湯の液面に浮遊している若しくは炉の壁面に付着している金属溶湯酸化物を精度良く除去することができ、その金属溶湯を用いて製造される鋳造品への酸化物の混入を確実に抑制して鋳造品の品質を高めることができる。 According to the identification device described above, when the identification unit identifies a foreign object as a molten metal lump, the molten metal lump is immersed in the molten metal and melted by the processing unit, and is manufactured using the molten metal. The yield rate of castings can be reliably increased, and oxidation of metal melts floating on the surface of the molten metal or adhering to the wall of the furnace is suppressed, and oxides are mixed into the casting. Can be effectively suppressed. Further, when the identification unit identifies the foreign object as the molten metal oxide, the processing unit removes the molten metal oxide from the surface of the molten metal or the wall surface of the furnace, thereby floating on the molten metal surface. Alternatively, the molten metal oxide adhering to the wall surface of the furnace can be accurately removed, and the mixing of the oxide into the cast product manufactured using the molten metal is surely suppressed, thereby improving the quality of the cast product. Can be increased.
また、上記する識別装置は、前記識別部が、前記撮像部によって撮像された画像と予め記憶している前記金属溶湯の液面と前記炉の壁面のマスタ画像を比較して前記異物を検出するようになっていることが好ましい。 In the identification device described above, the identification unit detects the foreign matter by comparing the image captured by the imaging unit with a master image of the liquid level of the molten metal stored in advance and the wall surface of the furnace. It is preferable that it is such.
また、本発明による識別方法は、炉内に貯留された金属溶湯と、金属溶湯の液面に浮遊している若しくは炉の壁面に付着している異物を識別する識別方法であって、前記金属溶湯の液面から前記炉の壁面に亘って撮像する第1の工程と、撮像された画像から前記金属溶湯の液面に浮遊している若しくは前記炉の壁面に付着している異物を検出する第2の工程と、前記異物は、前記金属溶湯が固化した金属溶湯塊若しくは該金属溶湯が固化して酸化された金属溶湯酸化物からなり、検出された該異物を光沢度、色彩、形状の少なくともいずれか一つからなる識別要素に基づいて金属溶湯塊と金属溶湯酸化物に識別する第3の工程と、からなる方法である。 The identification method according to the present invention is an identification method for identifying a metal melt stored in a furnace and a foreign matter floating on a liquid surface of the metal melt or adhering to a wall surface of the furnace. A first step of imaging from the molten metal surface to the furnace wall surface, and detecting foreign matter floating on the molten metal surface or adhering to the furnace wall surface from the captured image In the second step, the foreign matter is composed of a molten metal lump obtained by solidifying the molten metal or a molten metal oxide obtained by solidifying and oxidizing the molten metal, and the detected foreign matter has a gloss, color, and shape. And a third step of discriminating between the molten metal lump and the molten metal oxide based on at least one of the identification elements.
上記する方法によれば、金属溶湯の液面と炉の壁面を撮像し、撮像された画像から金属溶湯の液面に浮遊している若しくは炉の壁面に付着している異物を検出し、検出された異物の光沢度、色彩、形状の少なくともいずれか一つからなる識別要素に基づいてその異物を金属溶湯塊と金属溶湯酸化物に識別することによって、炉内に貯留された金属溶湯の液面に浮遊している若しくは炉の壁面に付着している金属溶湯塊と金属溶湯酸化物を精緻に識別することができる。 According to the method described above, the liquid level of the molten metal and the wall surface of the furnace are imaged, and foreign matter floating on the liquid surface of the molten metal or adhering to the wall surface of the molten metal is detected from the captured image and detected. Based on the identification element consisting of at least one of the glossiness, color, and shape of the foreign matter, the liquid of the molten metal stored in the furnace is identified by distinguishing the foreign matter into a molten metal lump and a molten metal oxide. The molten metal lump and the molten metal oxide floating on the surface or adhering to the wall surface of the furnace can be accurately distinguished.
また、上記する識別方法は、前記異物が金属溶湯塊である場合に、該金属溶湯塊を金属溶湯内に浸漬させて溶融させたり、前記異物が金属溶湯酸化物である場合に、該金属溶湯酸化物を前記金属溶湯の液面若しくは前記炉の壁面から除去する方法である。 Further, the above-described identification method is such that when the foreign object is a molten metal lump, the molten metal lump is immersed in the molten metal and melted, or when the foreign object is a molten metal oxide, In this method, the oxide is removed from the liquid surface of the molten metal or the wall surface of the furnace.
上記する方法によれば、異物が金属溶湯塊である場合にこの金属溶湯塊を金属溶湯内に浸漬させて溶融させることによって、その金属溶湯を用いて製造される鋳造品の歩留まり率を確実に高めることができるとともに、金属溶湯の液面に浮遊している若しくは炉の壁面に付着している金属溶湯塊の酸化を抑制して鋳造品への酸化物の混入を効果的に抑制することができる。また、異物が金属溶湯酸化物である場合にこの金属溶湯酸化物を金属溶湯の液面若しくは炉の壁面から除去することによって、金属溶湯の液面に浮遊している若しくは炉の壁面に付着している金属溶湯酸化物を精度良く除去することができ、その金属溶湯を用いて製造される鋳造品への酸化物の混入を確実に抑制して鋳造品の品質を高めることができる。 According to the above method, when the foreign matter is a molten metal lump, the molten metal lump is immersed in the molten metal and melted, thereby ensuring the yield rate of a cast product manufactured using the molten metal. In addition to suppressing the oxidation of the molten metal lump floating on the surface of the molten metal or adhering to the wall surface of the furnace, it is possible to effectively prevent the oxide from being mixed into the cast product. it can. In addition, when the foreign material is a molten metal oxide, the molten metal oxide is removed from the liquid surface of the molten metal or the wall surface of the furnace, so that it floats on the molten metal surface or adheres to the wall surface of the furnace. The molten metal oxide can be removed with high accuracy, and the quality of the cast product can be improved by reliably suppressing the mixing of the oxide into the cast product manufactured using the molten metal.
また、上記する識別方法は、前記第2の工程において、撮像された画像と予め記憶している前記金属溶湯の液面と前記炉の壁面のマスタ画像を比較して前記異物を検出することが好ましい。 The identification method described above may detect the foreign matter in the second step by comparing the captured image with a master image of the molten metal surface and the furnace wall surface stored in advance. preferable.
また、上記する識別方法は、前記金属溶湯塊を金属溶湯内に浸漬させて溶融させた後、前記金属溶湯の液面から前記炉の壁面に亘って撮像し、撮像された画像から前記異物を検出し、検出された該異物を金属溶湯塊と金属溶湯酸化物に識別したり、前記金属溶湯酸化物を前記金属溶湯の液面若しくは前記炉の壁面から除去した後、前記金属溶湯の液面から前記炉の壁面に亘って撮像し、撮像された画像から前記異物を検出し、検出された該異物を金属溶湯塊と金属溶湯酸化物に識別することが好ましい。 Further, in the above identification method, after the molten metal lump is immersed in the molten metal and melted, the molten metal is imaged from the liquid surface of the molten metal to the wall surface of the furnace, and the foreign matter is detected from the captured image. And detecting the detected foreign matter as a molten metal lump and a molten metal oxide, or after removing the molten metal oxide from the liquid surface of the molten metal or the wall of the furnace, the liquid surface of the molten metal It is preferable that an image is taken over the wall surface of the furnace, the foreign matter is detected from the taken image, and the detected foreign matter is identified as a molten metal lump and a molten metal oxide.
上記する方法によれば、金属溶湯塊を金属溶湯内に浸漬させて溶融させたり、金属溶湯酸化物を金属溶湯の液面若しくは炉の壁面から除去した後、再び金属溶湯の液面と炉の壁面を撮像し、撮像された画像から異物を検出し、検出された異物を金属溶湯塊と金属溶湯酸化物に識別することによって、時間の経過と共に金属溶湯の液面や炉の壁面に形成される金属溶湯塊と金属溶湯酸化物を確実に検出して識別することができる。 According to the above-described method, the molten metal lump is immersed in the molten metal and melted, or the molten metal oxide is removed from the liquid surface of the molten metal or the wall surface of the furnace, and then again the molten metal surface and the furnace surface. By imaging the wall surface, detecting foreign matter from the captured image, and identifying the detected foreign matter as a molten metal lump and a molten metal oxide, it is formed on the liquid surface of the molten metal and the wall surface of the furnace over time. The molten metal lump and the molten metal oxide can be reliably detected and identified.
以上の説明から理解できるように、本発明の識別装置と識別方法によれば、簡便な方法で、炉内に貯留された金属溶湯と金属溶湯の液面に浮遊している若しくは炉の壁面に付着している異物を識別するとともに、金属溶湯の液面に浮遊している若しくは炉の壁面に付着している異物を金属溶湯塊と金属溶湯酸化物に識別することができ、たとえばその金属溶湯を用いて鋳造品を製造する際にその鋳造品の品質を格段に高めることができる。 As can be understood from the above description, according to the identification device and the identification method of the present invention, the molten metal stored in the furnace is floated on the liquid surface of the molten metal or on the wall surface of the furnace by a simple method. In addition to identifying adhering foreign matter, foreign matter floating on the surface of the molten metal or adhering to the wall of the furnace can be identified as a molten metal lump and a molten metal oxide. For example, the molten metal The quality of the cast product can be remarkably improved when the cast product is manufactured using the.
以下、図面を参照して本発明の識別装置と識別方法の実施の形態を説明する。 Embodiments of an identification device and an identification method of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[識別装置の実施の形態]
まず、図1および図2を参照して、本発明の識別装置の実施の形態を説明する。
[Identification Device Embodiment]
First, an embodiment of the identification device of the present invention will be described with reference to FIG. 1 and FIG.
図1は、本発明の識別装置の実施の形態の全体構成を概略的に示した全体構成図である。 FIG. 1 is an overall configuration diagram schematically showing an overall configuration of an embodiment of an identification apparatus according to the present invention.
図示する識別装置10は、主として、溶解炉若しくは保持炉などの炉Rの鉛直上方に配置されたカメラ(撮像部)1と、カメラ1によって撮像された画像を処理する画像処理装置(識別部)2と、炉Rの内部に貯留された金属溶湯Kの液面Kaに浮遊している若しくは炉Rの壁面Raに付着している酸化物Lや金属溶湯塊Mを処理する処理ハンド5をアーム3aの先端部3bに有するマニピュレータ(処理部)3と、画像処理装置2から送信される信号に基づいてマニピュレータ3の駆動を制御するコントローラ(制御部)4と、を備えている。
An
カメラ1は、炉R内に貯留された金属溶湯Kの液面Kaから炉Rの壁面Ra(特に、金属溶湯Kと接触する炉Rの内周側の壁面Ra)に亘って撮像し、撮像された画像を画像処理装置2に送信する。
The
画像処理装置2は、カメラ1から送信された画像から金属溶湯Kなどと異なる異物Pを検出し、検出された異物Pの光沢度、色彩、形状の少なくともいずれか一つからなる識別要素に基づいてその異物Pを金属溶湯塊Mと酸化物Lに識別する。ここで、金属溶湯塊Mとは、金属溶湯Kが固化して形成された塊形状や膜形状などの金属であり、酸化物Lは、金属溶湯Kが固化して酸化されたものである。そして、画像処理装置2は、金属溶湯塊Mや酸化物Lなどの異物Pの識別結果をコントローラ4へ送信する。
The image processing apparatus 2 detects a foreign matter P different from the molten metal K or the like from the image transmitted from the
コントローラ4は、画像処理装置2が異物Pを金属溶湯塊Mと識別した際に、処理ハンド5によって金属溶湯塊Mを金属溶湯Kの内部に浸漬させて溶融させるようにアーム3aを駆動させる制御信号をマニピュレータ3へ送信する。また、画像処理装置2が異物Pを酸化物Lと識別した際には、処理ハンド5によって酸化物Lを金属溶湯Kの液面Ka若しくは炉Rの壁面Raから除去するようにアーム3aを駆動させる制御信号をマニピュレータ3へ送信する。
When the image processing apparatus 2 identifies the foreign matter P as the molten metal lump M, the
図2は、図1で示すマニピュレータの処理ハンドを拡大して示した一部拡大図であって、図2(a)は、金属溶湯塊を金属溶湯内に浸漬させるための処理ハンドの一例を示した図であり、図2(b)は、酸化物を金属溶湯の液面若しくは炉の壁面から除去するための処理ハンドの一例を示した図である。 FIG. 2 is a partially enlarged view showing the processing hand of the manipulator shown in FIG. 1 in an enlarged manner, and FIG. 2A is an example of the processing hand for immersing the molten metal lump in the molten metal. FIG. 2B is a diagram showing an example of a processing hand for removing the oxide from the liquid surface of the molten metal or the wall surface of the furnace.
図2(a)で示す処理ハンド5a(5)は、マニピュレータ3のアーム3aの先端部3bに取り付けられた棒状部材50と、棒状部材50の先端側に取り付けられた外形が略矩形状の環状部材51と、環状部材51の先端側に取り付けられた略平板状の板状部材52と、環状部材51に対する板状部材52の位置を保持する枠体53と、を備えている。
A
また、図2(b)で示す処理ハンド5b(5)は、マニピュレータ3のアーム3aの先端部3bに取り付けられた棒状部材60と、棒状部材60の先端側に取り付けられた外形が略矩形状の板状部材61と、板状部材61に対して略垂直方向に取り付けられた略平板状の板状部材62と、板状部材61に対する板状部材62の位置を保持するためにそれぞれの側部同士を接続する側板63と、を備えている。
Further, the processing hand 5b (5) shown in FIG. 2 (b) has a rod-shaped
マニピュレータ3は、図2(a)で示す処理ハンド5aと図2(b)で示す処理ハンド5bを予め用意しており、上記するように、コントローラ4から金属溶湯塊Mを金属溶湯Kの内部に浸漬させて溶融させるようにアーム3aを駆動させる制御信号が送信された際には、図2(a)で示す処理ハンド5aをアーム3aの先端部3bに取り付ける。そして、処理ハンド5aの板状部材52を金属溶湯Kの内部へ浸漬させる方向(図中、矢印X方向)へ移動させ、金属溶湯Kの液面Kaや炉Rの壁面Raで検出された金属溶湯塊Mを処理ハンド5aの板状部材52の先端側の表面52aで金属溶湯Kの内部へ向かって押圧して金属溶湯Kの内部へ浸漬させる。ここで、板状部材52を金属溶湯Kの内部へ浸漬させ、金属溶湯塊Mを板状部材52の先端側の表面52aで金属溶湯Kの内部へ向かって押圧した際や処理ハンド5aの板状部材52を金属溶湯Kの内部へ浸漬させる方向とは反対側へ移動させ、板状部材52を金属溶湯Kの内部から外部へ取り出す際、板状部材52の先端側の表面52aとは反対側の表面52b側に廻り込んだ金属溶湯Kは、例えば板状部材52が取り付けられた環状部材51の中空部などを介して再び炉R内の金属溶湯Kへ戻される。
The
また、マニピュレータ3は、コントローラ4から酸化物Lを金属溶湯Kの液面Ka若しくは炉Rの壁面Raから除去する駆動信号が送信された際には、図2(b)で示す処理ハンド5bをアーム3aの先端部3bに取り付ける。そして、処理ハンド5bの板状部材61、62の表面と側板63の表面とで形成されるすくい面64を金属溶湯Kの内部へ浸漬させ、次いで金属溶湯Kの内部から外部へ取り出す方向(図中、矢印Y方向)へ移動させ、金属溶湯Kの液面Kaで検出された酸化物Lを処理ハンド5bのすくい面64ですくい取る、若しくは、炉Rの壁面Raで検出された酸化物Lを処理ハンド5bの板状部材62などで掻き取る。なお、処理ハンド5bのすくい面64ですくい取られたり、板状部材62などで掻き取られた酸化物Lは、炉Rの外部に設けられた廃棄容器などに廃棄される。
Further, when a drive signal for removing the oxide L from the liquid surface Ka of the molten metal K or the wall surface Ra of the furnace R is transmitted from the
このような構成とすることで、炉Rの内部に貯留された金属溶湯Kの液面Kaに浮遊している若しくは炉Rの壁面Raに付着している金属溶湯塊Mと酸化物Lを精緻に識別することができる。また、その識別結果に応じてマニピュレータ3のアーム3aの先端部3bに取り付けられた処理ハンド5を金属溶湯Kの液面Kaや炉Rの壁面Raに対して相対的に移動させることで、上記する金属溶湯塊Mを金属溶湯Kに溶融させたり、酸化物Lを金属溶湯Kから除去することができ、その金属溶湯Kを金型等に充填して製造される鋳造品の品質を高めることができる。また、炉Rの壁面Raに付着している金属溶湯塊Mを金属溶湯Kに溶融させたり、炉Rの壁面Raに付着している酸化物Lをその壁面Raから除去することによって、炉Rの壁面Raのメンテナンス作業の工数を効果的に削減することもできる。
By adopting such a configuration, the molten metal lump M and the oxide L floating on the liquid surface Ka of the molten metal K stored in the furnace R or adhering to the wall surface Ra of the furnace R are refined. Can be identified. Further, by moving the
なお、上記する実施の形態では、金属溶湯塊Mを金属溶湯Kの内部に浸漬させて溶融させる場合と酸化物Lを金属溶湯Kの液面Kaや炉Rの壁面Raから除去する場合で、異なる処理ハンド5を用いる形態について説明したが、例えば図2(b)で示す処理ハンド5を用いて、金属溶湯Kの液面Kaや炉Rの壁面Raで検出される金属溶湯塊Mを金属溶湯Kの内部へ向かって押圧して金属溶湯Kの内部へ浸漬させてもよい。
In the above-described embodiment, the molten metal lump M is immersed in the molten metal K and melted, and the oxide L is removed from the liquid surface Ka of the molten metal K or the wall surface Ra of the furnace R. Although the form using the
[識別方法の実施の形態]
次に、図3〜図8を参照して、本発明の識別方法の実施の形態を説明する。
[Identification Method Embodiment]
Next, an embodiment of the identification method of the present invention will be described with reference to FIGS.
図3は、本発明の識別方法の実施の形態を説明したフロー図である。また、図4は、カメラによって撮像された画像の一例を示した図であり、図5は、マスタ画像の一例を示した図である。また、図6(a)はカメラによって撮像された画像を二値化した結果を示した図であり、図6(b)はマスタ画像を二値化した結果を示した図であり、図7は、図6(a)と図6(b)の差分を示した図であり、図8は、図7で示す異物に対応する撮像画像中の箇所を復元した結果を示した図である。 FIG. 3 is a flowchart illustrating an embodiment of the identification method of the present invention. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an image captured by the camera, and FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a master image. FIG. 6A is a diagram showing the result of binarizing an image captured by the camera, and FIG. 6B is a diagram showing the result of binarizing the master image. FIG. 8 is a diagram showing a difference between FIG. 6A and FIG. 6B, and FIG. 8 is a diagram showing a result of restoring a portion in the captured image corresponding to the foreign substance shown in FIG.
図3で示すように、まず、S11では、炉Rの鉛直上方に配置されたカメラ(撮像部)1で炉Rの内部に貯留された金属溶湯Kの液面Kaや炉Rの壁面Raを撮像する(図4参照)。 As shown in FIG. 3, first, in S <b> 11, the liquid level Ka of the molten metal K and the wall surface Ra of the furnace R stored in the furnace R by the camera (imaging unit) 1 arranged vertically above the furnace R are displayed. An image is taken (see FIG. 4).
次いで、S12では、画像処理装置(識別部)2でカメラ1によって撮像された画像とマスタ画像とを比較し、双方の画像の間に差異があるか否かを判定する。ここで、マスタ画像とは、たとえば画像処理装置2に予め記憶されている画像であって、金属溶湯Kの液面Kaや炉Rの壁面Raに金属溶湯塊Mや酸化物Lなどといった金属溶湯Kなどと異なる異物Pが形成されていない状態で撮像された画像である(図5参照)。 Next, in S12, the image captured by the image processing apparatus (identification unit) 2 is compared with the master image, and it is determined whether there is a difference between the two images. Here, the master image is, for example, an image stored in advance in the image processing apparatus 2, and a molten metal such as a molten metal mass M or oxide L on the liquid surface Ka of the molten metal K or the wall surface Ra of the furnace R. It is an image captured in a state where no foreign matter P different from K or the like is formed (see FIG. 5).
S12でカメラ1の撮像画像とマスタ画像との間に差異があると判定された場合には、S13で撮像画像中の差異のある箇所を金属溶湯Kなどと異なる異物Pとして検出する。
If it is determined in S12 that there is a difference between the captured image of the
具体的には、画像処理装置2でカメラ1の撮像画像とマスタ画像を所定の成分で二値化し(図6(a)、(b)参照)、撮像画像の全領域において画像値を比較し、双方の画像値の差分が所定値よりも大きい箇所を異物Pとして検出する(図7参照)。なお、カメラ1の撮像画像とマスタ画像との間に差異があるか否かを判定するための判定基準は、金属溶湯Kや炉Rの形成素材や雰囲気温度などに応じて適宜設定することができる。
Specifically, the image processing device 2 binarizes the captured image of the
一方で、S12でカメラ1の撮像画像とマスタ画像との間に差異がないと判定された場合には、S14で撮像画像中に金属溶湯塊Mや酸化物Lなどといった金属溶湯Kなどと異なる異物Pが無いと特定する。
On the other hand, if it is determined in S12 that there is no difference between the captured image of the
具体的には、画像処理装置2でカメラ1の撮像画像とマスタ画像を所定の成分で二値化し、撮像画像の全領域において画像値の差分が所定値以下である場合には撮像画像中に異物Pが存在しないと特定する。
Specifically, the image processing device 2 binarizes the captured image of the
S15では、S13にて検出された異物Pの光沢度が所定の光沢度よりも高いか否かを判定し、異物Pの光沢度が所定の光沢度よりも高い場合には、S16で上記異物Pを金属溶湯塊Mと識別する。一方で、異物Pの光沢度が所定の光沢度以下である場合には、S18で上記異物Pを酸化物Lと識別する。 In S15, it is determined whether or not the glossiness of the foreign matter P detected in S13 is higher than a predetermined glossiness. If the glossiness of the foreign matter P is higher than the predetermined glossiness, the foreign matter is determined in S16. P is identified as a molten metal mass M. On the other hand, when the glossiness of the foreign matter P is not more than the predetermined glossiness, the foreign matter P is identified as the oxide L in S18.
具体的には、S13にて検出された異物Pに対応する撮像画像中の箇所を画像処理装置2で復元し(図8参照)、その箇所の光沢度(反射光強度、輝度などともいう。)を算出してその光沢度が所定の光沢度よりも高い場合に、当該箇所を金属溶湯塊Mと識別する。一方で、算出された光沢度が所定の光沢度以下である場合には、当該箇所を酸化物Lと識別する。なお、S13で検出された異物Pが酸化物Lと金属溶湯塊Mのいずれであるかを識別するための識別要素としては、異物Pの色彩や形状などを適用することもできる。 Specifically, the location in the captured image corresponding to the foreign matter P detected in S13 is restored by the image processing apparatus 2 (see FIG. 8), and the glossiness (reflected light intensity, luminance, etc.) of the location is also referred to. ) And the glossiness is higher than the predetermined glossiness, the portion is identified as the molten metal lump M. On the other hand, when the calculated glossiness is equal to or lower than the predetermined glossiness, the portion is identified as the oxide L. In addition, as an identification element for identifying whether the foreign matter P detected in S13 is the oxide L or the molten metal lump M, the color or shape of the foreign matter P can also be applied.
S16で異物Pを金属溶湯塊Mと識別すると、S17では、マニピュレータ3のアーム3aを駆動させ、その先端部3bに取り付けられた処理ハンド5で金属溶湯塊Mを金属溶湯Kの内部に浸漬させて溶融させる。一方で、S18で異物Pを酸化物Lと識別すると、S19では、マニピュレータ3のアーム3aを駆動させ、その先端部3bに取り付けられた処理ハンド5で酸化物Lを金属溶湯Kの液面Kaや炉Rの壁面Raから除去する。
When the foreign matter P is identified as the molten metal lump M in S16, in S17, the
そして、S17で金属溶湯塊Mを金属溶湯Kの内部に浸漬させたり、S19で酸化物Lを金属溶湯Kの液面Kaや炉Rの壁面Raから除去した後、再び、カメラ1で炉Rの内部に貯留された金属溶湯Kの液面Kaや炉Rの壁面Raを撮像し(S11)、画像処理装置2で撮像画像中の異物Pを検出し(S13)、検出された異物Pを金属溶湯塊Mや酸化物Lに識別する(S16、S18)。 Then, the molten metal lump M is immersed in the molten metal K in S17, or the oxide L is removed from the liquid surface Ka of the molten metal K or the wall surface Ra of the furnace R in S19. The liquid level Ka of the molten metal K and the wall surface Ra of the furnace R stored inside are imaged (S11), the image processing apparatus 2 detects the foreign matter P in the captured image (S13), and the detected foreign matter P is detected. It distinguishes into the molten metal lump M and the oxide L (S16, S18).
このような工程を繰り返すことで、時間の経過と共に金属溶湯Kの液面Kaや炉Rの壁面Raに形成される金属溶湯塊Mと酸化物Lを確実に検出して識別することができ、その金属溶湯を金型等に充填して製造される鋳造品の歩留まり率を高め、その鋳造品への酸化物の混入を確実に抑制して当該鋳造品の品質を高めることができる。また、炉Rの壁面Raに形成される金属溶湯塊Mを金属溶湯Kに溶融させるとともに、炉Rの壁面Raに形成される酸化物Lをその壁面Raから除去することによって、炉Rの壁面Raのメンテナンス作業の工数を削減することもできる。 By repeating such a process, the molten metal mass M and the oxide L formed on the liquid surface Ka of the molten metal K and the wall surface Ra of the furnace R with time can be reliably detected and identified. The yield rate of a cast product manufactured by filling the molten metal into a mold or the like can be increased, and the quality of the cast product can be improved by reliably suppressing the mixing of oxides into the cast product. Further, the molten metal lump M formed on the wall surface Ra of the furnace R is melted into the molten metal K, and the oxide L formed on the wall surface Ra of the furnace R is removed from the wall surface Ra, whereby the wall surface of the furnace R is obtained. It is also possible to reduce the man-hours for Ra maintenance work.
以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and there are design changes and the like without departing from the gist of the present invention. They are also included in the present invention.
1…カメラ(撮像部)、2…画像処理装置(識別部)、3…マニピュレータ(処理部)、4…コントローラ(制御部)、5、5a、5b…処理ハンド、10…識別装置、K…金属溶湯、Ka…金属溶湯の液面、L…酸化物(金属溶湯酸化物)、M…金属溶湯塊、P…異物、R…炉、Ra…炉の壁面
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記金属溶湯の液面から前記炉の壁面に亘って撮像する撮像部と、
前記撮像部によって撮像された画像から前記金属溶湯の液面に浮遊している若しくは前記炉の壁面に付着している異物を検出し、検出された該異物を光沢度、色彩、形状の少なくともいずれか一つからなる識別要素に基づいて金属溶湯塊と金属溶湯酸化物に識別する識別部と、を備える、炉内に貯留された金属溶湯と異物を識別する識別装置。 An identification device for distinguishing between a molten metal stored in a furnace and a foreign object floating on the surface of the molten metal or adhering to a wall surface of the furnace, wherein the foreign object is a metal solidified by the molten metal In an identification device comprising a molten metal lump or a molten metal oxide obtained by solidifying and oxidizing the molten metal,
An imaging unit for imaging from the liquid level of the molten metal to the wall surface of the furnace;
A foreign object floating on the liquid surface of the molten metal or adhering to the wall surface of the furnace is detected from an image captured by the imaging unit, and the detected foreign object is at least one of glossiness, color, and shape. An identification device for identifying a molten metal stored in a furnace and a foreign substance, comprising: an identification unit that identifies a molten metal lump and a molten metal oxide based on an identification element composed of one of them.
前記制御部は、前記識別部が前記異物を金属溶湯塊と識別した場合に、前記処理部を移動させ、前記金属溶湯塊を金属溶湯内に浸漬させて溶融させるようになっている請求項1に記載の識別装置。 The identification device includes a processing unit that is relatively movable with respect to a liquid level of the molten metal and a wall surface of the furnace, and a control unit that controls movement of the processing unit,
The said control part moves the said process part, when the said identification part recognizes the said foreign material as a molten metal lump, the said molten metal lump is immersed in a molten metal, and is made to melt. The identification device described in 1.
前記制御部は、前記識別部が前記異物を金属溶湯酸化物と識別した場合に、前記処理部を移動させ、前記金属溶湯酸化物を前記金属溶湯の液面若しくは前記炉の壁面から除去するようになっている請求項1に記載の識別装置。 The identification device includes a processing unit that is relatively movable with respect to a liquid level of the molten metal and a wall surface of the furnace, and a control unit that controls movement of the processing unit,
The control unit moves the processing unit and removes the molten metal oxide from the liquid surface of the molten metal or the wall surface of the furnace when the identification unit identifies the foreign matter as molten metal oxide. The identification device according to claim 1.
前記制御部は、前記識別部が前記異物を金属溶湯塊と識別した場合に、前記処理部を移動させて前記金属溶湯塊を金属溶湯内に浸漬させて溶融させ、前記識別部が前記異物を金属溶湯酸化物と識別した場合に、前記処理部を移動させて前記金属溶湯酸化物を前記金属溶湯の液面若しくは前記炉の壁面から除去するようになっている請求項1に記載の識別装置。 The identification device includes a processing unit that is relatively movable with respect to a liquid level of the molten metal and a wall surface of the furnace, and a control unit that controls movement of the processing unit,
When the identification unit identifies the foreign object as a molten metal lump, the control unit moves the processing unit to immerse the molten metal lump in the molten metal and melts the foreign object. 2. The identification device according to claim 1, wherein, when identified as a molten metal oxide, the processing unit is moved to remove the molten metal oxide from a liquid level of the molten metal or a wall surface of the furnace. .
前記金属溶湯の液面から前記炉の壁面に亘って撮像する第1の工程と、
撮像された画像から前記金属溶湯の液面に浮遊している若しくは前記炉の壁面に付着している異物を検出する第2の工程と、
前記異物は、前記金属溶湯が固化した金属溶湯塊若しくは該金属溶湯が固化して酸化された金属溶湯酸化物からなり、検出された該異物を光沢度、色彩、形状の少なくともいずれか一つからなる識別要素に基づいて金属溶湯塊と金属溶湯酸化物に識別する第3の工程と、からなる、炉内に貯留された金属溶湯と異物を識別する識別方法。 A method of identifying a molten metal stored in a furnace and a foreign object floating on the surface of the molten metal or adhering to the wall of the furnace,
A first step of imaging from the surface of the molten metal to the wall of the furnace;
A second step of detecting foreign matter floating on the liquid surface of the molten metal or adhering to the wall surface of the furnace from the imaged image;
The foreign matter comprises a molten metal block obtained by solidifying the molten metal or a molten metal oxide obtained by solidifying and oxidizing the molten metal. And a third step of identifying the molten metal lump and the molten metal oxide based on the identification element.
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WO2022033195A1 (en) * | 2020-08-12 | 2022-02-17 | 烟台盛利达工程技术有限公司 | Machine vision-based slag extracting system |
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