JP2017223550A

JP2017223550A - Compactability value measurement device and measurement method

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Publication number: JP2017223550A
Application number: JP2016119034A
Authority: JP
Inventors: 雅元内藤; Masamoto Naitou; 中村　俊之; Toshiyuki Nakamura; 俊之中村; 亮筒井; Akira Tsutsui
Original assignee: Nippon Eirich Co Ltd
Current assignee: Nippon Eirich Co Ltd
Priority date: 2016-06-15
Filing date: 2016-06-15
Publication date: 2017-12-21
Anticipated expiration: 2036-06-15
Also published as: JP6293821B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compactability value measurement device capable of measuring a precise compactability value of molding sand with simple structure.SOLUTION: A compactability value measurement device 1 comprises: a measurement cylinder 2 into which molding sand S is filled; a lid body 3 that has a bottom surface capable of closing one opening 2a of the measurement cylinder 2; a compaction mechanism 6 that compacts the molding sand S filled in the measurement cylinder 2; and a controller 10 that controls an operation of the compaction mechanism 6. The compaction mechanism 6 has: a compaction head 15 that moves within the measurement cylinder 2 with the opening 2a closed by the lid body 3 and compacts the molding sand S filled in the measurement cylinder 2; and a servomotor 9 that moves the compaction head 15. The controller 10 monitors torque of the servomotor 9 on the basis of a current value of the servomotor 9, and halts the movement of the compaction head 15 when the torque of the servomotor 9 reaches a prescribed torque set value.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、簡易な構成で正確な鋳物砂のコンパクタビリティ値を測定することが可能なコンパクタビリティ値の測定装置および測定方法に関する。 The present invention relates to a compactability value measuring apparatus and measuring method capable of measuring an accurate compactability value of foundry sand with a simple configuration.

鋳物砂は、鋳型を成形するために用いられる。鋳物砂は、例えば、珪砂、ベントナイトなどの粘結剤、およびでんぷんなどの添加物の混合物に水を加えて混練機で混練することにより製造される。鋳物砂の性状を示す指標として、従来からコンパクタビリティ値（ＣＢ値）が用いられている。コンパクタビリティ値は、所定の寸法を有する測定筒に充填された鋳物砂を所定の押圧荷重で圧縮したときの鋳物砂の圧縮率である。コンパクタビリティ値が変化すると、鋳物砂によって成形される鋳型の強度や成形性が変化する。したがって、コンパクタビリティ値は、鋳物砂の重要な管理項目として用いられる。 Foundry sand is used to mold a mold. The foundry sand is produced, for example, by adding water to a mixture of binders such as silica sand and bentonite, and additives such as starch and kneading with a kneader. Conventionally, a compactability value (CB value) has been used as an index indicating the properties of foundry sand. The compactability value is a compression ratio of the foundry sand when the foundry sand filled in the measuring cylinder having a predetermined size is compressed with a predetermined pressing load. When the compactability value changes, the strength and formability of the mold formed by the foundry sand change. Therefore, the compactability value is used as an important management item for foundry sand.

コンパクタビリティ値は、鋳物砂に含まれる水分量に比例して変化することが知られている。したがって、混練機で製造された鋳物砂のコンパクタビリティ値を測定し、この測定されたコンパクタビリティ値に基づいて、次の鋳物砂の製造バッチで混練機に投入される水の量が調整される。コンパクタビリティ値は、一般に、専用の測定装置（すなわち、コンパクタビリティ値の測定装置）を用いて測定される。 It is known that the compactability value changes in proportion to the amount of water contained in the foundry sand. Therefore, the compactability value of the foundry sand produced by the kneader is measured, and the amount of water charged into the kneader in the next foundry sand production batch is adjusted based on the measured compactability value. . The compactability value is generally measured using a dedicated measuring device (that is, a compaction value measuring device).

図１４は、従来のコンパクタビリティ値の測定装置の一例を示した模式図である。図１４に示されるコンパクタビリティ値の測定装置１０１は、鋳物砂が充填される測定筒１０２と、測定筒１０２の上開口１０２ａを閉鎖可能な底面を有する蓋体１０３と、蓋体１０３を回転させるリンク機構１０４と、測定筒１０２に充填された鋳物砂を圧縮する圧縮機構１０６と、コンパクタビリティ値の測定装置１０１の動作を制御するコントローラ１１０と、を備える。測定筒１０２は、図示しないフレームから水平に延びる第１の支持板１２６によって支持されている。 FIG. 14 is a schematic diagram showing an example of a conventional compactability value measuring apparatus. A compactability value measuring apparatus 101 shown in FIG. 14 rotates a measuring cylinder 102 filled with foundry sand, a lid 103 having a bottom surface capable of closing the upper opening 102a of the measuring cylinder 102, and the lid 103. A link mechanism 104, a compression mechanism 106 that compresses the foundry sand filled in the measuring cylinder 102, and a controller 110 that controls the operation of the compactability value measuring apparatus 101 are provided. The measuring tube 102 is supported by a first support plate 126 that extends horizontally from a frame (not shown).

圧縮機構１０６は、ピストンロッド１１２を有する空圧式（または電動式）シリンダ１０８と、ピストンロッド１１２の先端に固定されるロードセル１１３と、ロードセル１１３の上面から鉛直方向に延びる押圧ロッド１１４と、押圧ロッド１１４の先端に固定された圧縮ヘッド１１５と、を有する。押圧ロッド１１４に固定された圧縮ヘッド１１５は、シリンダ１０８の動作によって、測定筒１０２内を上下動するように構成されており、圧縮ヘッド１１５の外径は、測定筒１０２の内径と略等しい。圧縮機構１０６のシリンダ１０８の動作は、コントローラ１１０によって制御される。さらに、シリンダ１０８は、ピストンロッド１１２の移動距離（すなわち、圧縮ヘッド１１５の移動距離）を測定する距離検出センサ（例えば、エンコーダ）１２３を有している。距離検出センサ１２３は、コントローラ１１０に接続されており、距離検出センサ１２３によって検出されたピストンロッド１１２の移動距離は、コントローラ１１０に入力される。 The compression mechanism 106 includes a pneumatic (or electric) cylinder 108 having a piston rod 112, a load cell 113 fixed to the tip of the piston rod 112, a pressing rod 114 extending in the vertical direction from the upper surface of the load cell 113, and a pressing rod A compression head 115 fixed to the tip of 114. The compression head 115 fixed to the pressing rod 114 is configured to move up and down in the measurement cylinder 102 by the operation of the cylinder 108, and the outer diameter of the compression head 115 is substantially equal to the inner diameter of the measurement cylinder 102. The operation of the cylinder 108 of the compression mechanism 106 is controlled by the controller 110. Further, the cylinder 108 has a distance detection sensor (for example, an encoder) 123 that measures the moving distance of the piston rod 112 (that is, the moving distance of the compression head 115). The distance detection sensor 123 is connected to the controller 110, and the movement distance of the piston rod 112 detected by the distance detection sensor 123 is input to the controller 110.

蓋体１０３は、リンク機構１０４によって、鋳物砂を測定筒１０２に投入するための投入位置と、鋳物砂を圧縮してコンパクタビリティ値を測定するための測定位置との間を移動することができる。図１５（ａ）は、図１４に示されるリンク機構１０４によって、蓋体１０３が投入位置に移動された状態を模式的に示す上面図であり、図１５（ｂ）は、図１５（ａ）に示される蓋体１０３がリンク機構１０４によって測定位置に移動された状態を模式的に示す上面図であり、図１５（ｃ）は、図１５（ｂ）のＣ−Ｃ線断面図である。 The lid 103 can be moved by the link mechanism 104 between a charging position for charging the molding sand into the measuring cylinder 102 and a measurement position for compressing the molding sand to measure the compactability value. . FIG. 15A is a top view schematically showing a state in which the lid 103 is moved to the closing position by the link mechanism 104 shown in FIG. 14, and FIG. 15B is a plan view of FIG. FIG. 15C is a top view schematically showing a state in which the lid 103 shown in FIG. 5 has been moved to the measurement position by the link mechanism 104, and FIG. 15C is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG.

図１５（ａ）乃至図１５（ｃ）に示されるリンク機構１０４は、蓋体１０３に固定される回転軸１３０と、蓋体１０３の上面から鉛直方向に延びるピン１３６と、ピン１３６に接続されるピストンロッド１３４を有する空圧式（または電動式）シリンダ１３３と、を有する。シリンダ１３３は、図示しない支持板によって支持されている。ピン１３６は、略Ｌ字状の形状を有する蓋体１０３の一方の端部に固定される。ピストンロッド１３４の先端は、ピン１３６に緩やかに嵌め込まれており、ピン１３６は、ピストンロッド１３４に対して回転可能である。回転軸１３０は、蓋体１０３の屈曲部を貫通して延びており、回転軸１３０は、第１の支持板１２６と第２の支持板１２７にそれぞれ取り付けられた軸受１３８，１３８によって回転可能に支持されている（図１４参照）。第２の支持板１２７は、図示しないフレームから水平に延びている。蓋体１０３は、回転軸１３０と一体に回転する。 The link mechanism 104 shown in FIGS. 15A to 15C is connected to a rotating shaft 130 fixed to the lid 103, a pin 136 extending vertically from the upper surface of the lid 103, and the pin 136. And a pneumatic (or electric) cylinder 133 having a piston rod 134. The cylinder 133 is supported by a support plate (not shown). The pin 136 is fixed to one end portion of the lid body 103 having a substantially L shape. The tip of the piston rod 134 is gently fitted into the pin 136, and the pin 136 can rotate with respect to the piston rod 134. The rotating shaft 130 extends through the bent portion of the lid 103, and the rotating shaft 130 can be rotated by bearings 138 and 138 attached to the first support plate 126 and the second support plate 127, respectively. It is supported (see FIG. 14). The second support plate 127 extends horizontally from a frame (not shown). The lid 103 rotates integrally with the rotary shaft 130.

リンク機構１０４のシリンダ１３３は、コントローラ１１０に接続されており、このシリンダ１３３の動作は、コントローラ１１０によって制御される。図１５（ａ）に示されるように、シリンダ１３３のピストンロッド１３４を伸ばすと、蓋体１０３は回転軸１３０を支点として投入位置まで回転する。図１５（ｂ）に示されるように、ピストンロッド１３４を縮めると、蓋体１０３は、回転軸１３０を支点として測定位置まで回転する。 The cylinder 133 of the link mechanism 104 is connected to the controller 110, and the operation of the cylinder 133 is controlled by the controller 110. As shown in FIG. 15A, when the piston rod 134 of the cylinder 133 is extended, the lid 103 rotates to the closing position with the rotating shaft 130 as a fulcrum. As shown in FIG. 15B, when the piston rod 134 is contracted, the lid 103 rotates to the measurement position with the rotation shaft 130 as a fulcrum.

蓋体１０３が図１５（ａ）に示される投入位置にあるとき、測定筒１０２の上開口１０２ａは、開放されている。したがって、作業者は、測定筒２に鋳物砂を充填することができる。蓋体１０３が図１５（ｂ）に示される測定位置にあるとき、測定筒１０２の上開口１０２ａは、蓋体１０３の底面によって閉鎖される（図１５（ｃ）参照）。したがって、蓋体１０３が測定位置にある状態で、圧縮ヘッド１１５（図１４参照）を上昇させると、測定筒１０２に充填された鋳物砂を圧縮することができる。 When the lid 103 is in the loading position shown in FIG. 15A, the upper opening 102a of the measuring cylinder 102 is opened. Accordingly, the operator can fill the measuring cylinder 2 with foundry sand. When the lid 103 is in the measurement position shown in FIG. 15B, the upper opening 102a of the measuring cylinder 102 is closed by the bottom surface of the lid 103 (see FIG. 15C). Therefore, when the compression head 115 (see FIG. 14) is raised while the lid 103 is at the measurement position, the foundry sand filled in the measurement cylinder 102 can be compressed.

鋳物砂のコンパクタビリティ値を測定するときは、コントローラ１１０がリンク機構１０４のシリンダ１３３の動作を制御して、蓋体１０３を投入位置まで回動させる。これにより、作業者は、鋳物砂を測定筒１０２に投入することができる。次に、コントローラ１１０によって蓋体１０３を測定位置に回動させる。測定位置まで回動した蓋体１０３の底面によって、測定筒１０２の上開口１０２ａが閉鎖される。次に、コントローラ１１０は、圧縮機構１０６のシリンダ１０８を駆動して、圧縮ヘッド１１５により鋳物砂を圧縮する。ロードセル１１３は、コントローラ１１０に接続されており、コントローラ１１０は、ロードセル１１３の出力信号から圧縮ヘッド１１５が鋳物砂を圧縮する押圧荷重を検出することができる。 When measuring the compactability value of the foundry sand, the controller 110 controls the operation of the cylinder 133 of the link mechanism 104 to rotate the lid 103 to the loading position. Thereby, the operator can throw the foundry sand into the measuring cylinder 102. Next, the lid 103 is rotated to the measurement position by the controller 110. The upper opening 102a of the measuring cylinder 102 is closed by the bottom surface of the lid 103 rotated to the measurement position. Next, the controller 110 drives the cylinder 108 of the compression mechanism 106 and compresses the foundry sand by the compression head 115. The load cell 113 is connected to the controller 110, and the controller 110 can detect a pressing load with which the compression head 115 compresses the foundry sand from the output signal of the load cell 113.

圧縮ヘッド１１５が鋳物砂を圧縮する押圧荷重が所定の値になったことがコントローラ１１０に検出されると、コントローラ１１０は、圧縮ヘッド１１５による鋳物砂の圧縮を停止させる。より具体的には、コントローラ１１０は、圧縮機構１０６のシリンダ１０８の動作を停止させる。コントローラ１１０は、距離検出センサ１２３の出力信号から圧縮ヘッド１１５の移動距離を検出することができる。コントローラ１１０は、検出された圧縮ヘッド１１５の移動距離から、鋳物砂の圧縮率を算出することができる。この鋳物砂の圧縮率が鋳物砂のコンパクタビリティ値として用いられる。 When the controller 110 detects that the pressing load with which the compression head 115 compresses the foundry sand has reached a predetermined value, the controller 110 stops the compression of the foundry sand by the compression head 115. More specifically, the controller 110 stops the operation of the cylinder 108 of the compression mechanism 106. The controller 110 can detect the moving distance of the compression head 115 from the output signal of the distance detection sensor 123. The controller 110 can calculate the compression rate of the foundry sand from the detected movement distance of the compression head 115. The compression rate of the foundry sand is used as the compactability value of the foundry sand.

従来のコンパクタビリティ値の測定装置１０１では、コントローラ１１０は、鋳物砂を圧縮する押圧荷重が所定の値に到達したか否かをロードセル１１３の出力信号から判断している。この場合、圧縮機構１０６にロードセル１１３を組み込む必要があるため、コンパクタビリティ値の測定装置１０１の構成が複雑になる。その結果、コンパクタビリティ値の測定装置１０１の製造コストが増加する。 In the conventional compactability value measuring apparatus 101, the controller 110 determines from the output signal of the load cell 113 whether or not the pressing load for compressing the foundry sand has reached a predetermined value. In this case, since it is necessary to incorporate the load cell 113 into the compression mechanism 106, the configuration of the compactibility value measuring apparatus 101 becomes complicated. As a result, the manufacturing cost of the measurement apparatus 101 for the compactability value increases.

さらに、鋳物砂のコンパクタビリティ値の測定には、一般に、０．１％程度の測定精度が要求される。しかしながら、従来のコンパクタビリティ値の測定装置１０１では、コントローラ１１０は、圧縮ヘッド１１５の移動をロードセル１１３の出力信号に基づいたフィードバック制御によって制御している。この場合、圧縮ヘッド１１５が鋳物砂を圧縮する押圧荷重が所定の値に到達すると直ちに、圧縮ヘッド１１５の移動を停止させることが困難である。その結果、コンパクタビリティ値の測定結果にばらつきが生じてしまうので、従来のコンパクタビリティ値の測定装置１０１では、正確なコンパクタビリティ値を得ることが困難であった。 Furthermore, measurement accuracy of about 0.1% is generally required for measuring the compactability value of foundry sand. However, in the conventional compactability value measuring apparatus 101, the controller 110 controls the movement of the compression head 115 by feedback control based on the output signal of the load cell 113. In this case, it is difficult to stop the movement of the compression head 115 as soon as the pressing load with which the compression head 115 compresses the foundry sand reaches a predetermined value. As a result, the measurement result of the compactability value varies, and it is difficult for the conventional compactability value measuring apparatus 101 to obtain an accurate compactability value.

そこで、本発明は、簡易な構成で、鋳物砂の正確なコンパクタビリティ値を測定することが可能なコンパクタビリティ値の測定装置および測定方法を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the measuring apparatus and measuring method of a compactibility value which can measure the exact compactability value of foundry sand with a simple structure.

本発明の一態様は、鋳物砂が充填される測定筒と、前記測定筒の一方の開口を閉鎖可能な底面を有する蓋体と、前記測定筒に充填された鋳物砂を圧縮する圧縮機構と、前記圧縮機構の動作を制御するコントローラと、を備え、前記圧縮機構は、前記蓋体によって前記開口が閉鎖された前記測定筒内を移動して、該測定筒に充填された鋳物砂を圧縮する圧縮ヘッドと、前記圧縮ヘッドを移動させるサーボモータと、を有しており、前記コントローラは、前記サーボモータの電流値に基づいて、該サーボモータのトルクを監視し、前記サーボモータのトルクが所定のトルク設定値に到達したときに、前記圧縮ヘッドの移動を停止させることを特徴とするコンパクタビリティ値の測定装置である。 One aspect of the present invention includes a measuring cylinder filled with foundry sand, a lid having a bottom surface capable of closing one opening of the measuring cylinder, and a compression mechanism for compressing the foundry sand filled in the measuring cylinder. And a controller for controlling the operation of the compression mechanism, the compression mechanism moving in the measurement cylinder whose opening is closed by the lid, and compressing the foundry sand filled in the measurement cylinder And a servo motor that moves the compression head, and the controller monitors the torque of the servo motor based on the current value of the servo motor, and the torque of the servo motor is The compactability value measuring apparatus is characterized in that the movement of the compression head is stopped when a predetermined torque set value is reached.

本発明の好ましい態様は、前記蓋体を回転させる回転機構をさらに備え、前記蓋体には、貫通孔が形成されており、前記回転機構は、前記蓋体に連結された回転軸を有する軸駆動サーボモータを有し、前記コントローラは、前記軸駆動サーボモータを駆動して、前記蓋体を、前記貫通孔が前記測定筒の開口に連通する投入位置に回転させ、前記貫通孔を介して前記鋳物砂を前記測定筒に充填した後で、前記軸駆動サーボモータを駆動して、前記蓋体を、該蓋体の底面が前記測定筒の開口を閉鎖する測定位置に回転させることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記コントローラは、前記鋳物砂を圧縮してコンパクタビリティ値を測定した後に、前記軸駆動サーボモータを駆動して、前記蓋体を前記測定位置から前記投入位置まで回転させ、前記サーボモータを駆動して、前記圧縮後の鋳物砂の一部を前記貫通孔に挿入し、前記軸駆動サーボモータを駆動して、前記圧縮後の鋳物砂の一部を前記蓋体で切断したときの前記軸駆動サーボモータのトルクから、前記圧縮後の鋳物砂のせん断力を算出することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記貫通孔に接続される案内筒が前記蓋体に固定され、前記案内筒には、前記案内塔内に鋳物砂が存在しているか否かを検出する近接センサが取り付けられていることを特徴とする。 A preferred aspect of the present invention further includes a rotation mechanism for rotating the lid body, the lid body is formed with a through hole, and the rotation mechanism has an axis having a rotation shaft connected to the lid body. The controller has a drive servo motor, and the controller drives the shaft drive servo motor to rotate the lid body to a charging position where the through hole communicates with the opening of the measuring cylinder, and through the through hole. After filling the molding sand into the measuring cylinder, the shaft drive servo motor is driven to rotate the lid to a measurement position where the bottom of the lid closes the opening of the measuring cylinder. And
In a preferred aspect of the present invention, the controller compresses the foundry sand and measures a compactability value, and then drives the shaft drive servo motor to rotate the lid from the measurement position to the loading position. And driving the servo motor to insert a part of the compacted foundry sand into the through hole, driving the shaft drive servo motor to allow a part of the compacted foundry sand to be covered with the lid. The shearing force of the molding sand after compression is calculated from the torque of the shaft drive servomotor when cut.
In a preferred aspect of the present invention, a guide cylinder connected to the through hole is fixed to the lid body, and the guide cylinder has a proximity sensor for detecting whether or not foundry sand is present in the guide tower. It is attached.

本発明の他の態様は、蓋体で一方の開口が閉鎖された測定筒に充填された鋳物砂をサーボモータによって移動する圧縮ヘッドで圧縮し、前記サーボモータの電流値に基づいて、前記サーボモータのトルクを監視し、前記サーボモータのトルクが所定のトルク設定値に到達したときに、前記圧縮ヘッドの移動を停止させることを特徴とするコンパクタビリティ値の測定方法である。 According to another aspect of the present invention, molding sand filled in a measuring cylinder whose one opening is closed by a lid is compressed by a compression head that is moved by a servo motor, and the servo is driven based on a current value of the servo motor. A method for measuring a compactability value, wherein the motor torque is monitored, and the movement of the compression head is stopped when the torque of the servo motor reaches a predetermined torque setting value.

本発明の好ましい態様は、前記蓋体に連結された回転軸を有する軸駆動サーボモータを駆動して、前記蓋体を、該蓋体に形成された貫通孔が前記測定筒の一方の開口に連通する投入位置に回転させ、前記貫通孔を介して前記鋳物砂を前記測定筒に充填した後に、前記軸駆動サーボモータを駆動して、前記蓋体を、該蓋体の底面が前記測定筒の開口を閉鎖する測定位置に回転させることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、コンパクタビリティ値の測定後に、前記軸駆動サーボモータを駆動して、前記蓋体を前記投入位置から前記測定位置に回転させ、前記サーボモータを駆動して、圧縮後の鋳物砂の一部を前記貫通孔に挿入し、前記軸駆動サーボモータを駆動して、前記圧縮後の鋳物砂の一部を前記蓋体で切断したときの前記軸駆動サーボモータのトルクから、前記圧縮後の鋳物砂のせん断力を算出することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記貫通孔に接続される案内筒に取り付けられた近接センサにより、前記案内塔内に鋳物砂が存在しているか否かを検出することを特徴とする。 According to a preferred aspect of the present invention, a shaft drive servo motor having a rotation shaft connected to the lid is driven, and the through hole formed in the lid is formed in one opening of the measurement cylinder. The measurement cylinder is filled with the foundry sand through the through hole, and then the shaft drive servo motor is driven to rotate the lid body so that the bottom surface of the lid body is the measurement cylinder. It is characterized by being rotated to a measurement position that closes the opening.
In a preferred aspect of the present invention, after measuring the compactability value, the shaft drive servomotor is driven, the lid is rotated from the loading position to the measurement position, the servomotor is driven, From a torque of the shaft drive servomotor when a part of the foundry sand is inserted into the through hole, the shaft drive servomotor is driven, and a part of the compacted foundry sand is cut by the lid, The shearing force of the molding sand after compression is calculated.
In a preferred aspect of the present invention, the proximity sensor attached to the guide tube connected to the through hole detects whether or not foundry sand is present in the guide tower.

本発明によれば、コントローラは、サーボモータのトルクに基づいて、鋳物砂を圧縮する押圧荷重が所定の値に到達したか否かを検出することができる。したがって、ロードセルが不要であるため、簡易な構成でコンパクタビリティ値を測定することができる。さらに、コントローラは、サーボモータのトルクが所定の値に到達すると直ちに、圧縮ヘッドの移動を停止させることができる。その結果、コンパクタビリティ値の測定結果のばらつきを低減することができるので、鋳物砂の正確なコンパクタビリティ値を測定することができる。 According to the present invention, the controller can detect whether or not the pressing load for compressing the foundry sand has reached a predetermined value based on the torque of the servo motor. Therefore, since a load cell is unnecessary, the compactability value can be measured with a simple configuration. Furthermore, the controller can stop the movement of the compression head as soon as the torque of the servo motor reaches a predetermined value. As a result, variations in measurement results of the compactability value can be reduced, so that an accurate compactability value of the foundry sand can be measured.

一実施形態に係るコンパクタビリティ値の測定装置の模式図である。It is a mimetic diagram of a measuring device of a compactibility value concerning one embodiment. 図２（ａ）は、図１に示される蓋体が軸駆動サーボモータによって投入位置に移動された状態を模式的に示す上面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。2A is a top view schematically showing a state in which the lid shown in FIG. 1 is moved to the closing position by the shaft drive servo motor, and FIG. 2B is a plan view of FIG. It is AA sectional view. 図３（ａ）は、図１に示される蓋体が軸駆動サーボモータによって測定位置に移動された状態を模式的に示す上面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。3A is a top view schematically showing a state in which the lid shown in FIG. 1 has been moved to the measurement position by the shaft drive servo motor, and FIG. 3B is a plan view of FIG. It is a BB sectional view. 測定筒に鋳物砂を投入する工程を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the process of throwing casting sand into a measurement cylinder. 蓋体を測定位置に回転させる工程を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the process of rotating a cover body to a measurement position. 圧縮ヘッドにより鋳物砂を圧縮する工程を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the process of compressing foundry sand with a compression head. 圧縮された鋳物砂を圧縮ヘッドにより測定筒から案内筒に押し出す工程を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the process of extruding the compressed foundry sand from a measurement cylinder to a guide cylinder with a compression head. 案内筒に押し出された鋳物砂を排出する工程を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the process of discharging | emitting the casting sand extruded by the guide cylinder. 圧縮ヘッドが鋳物砂を圧縮するときにコントローラが実行するサーボモータの速度制御の一例を示したグラフである。It is the graph which showed an example of the speed control of the servomotor which a controller performs when a compression head compresses foundry sand. 圧縮ヘッドが鋳物砂を圧縮し始めたときの、鋳物砂の密度分布を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the density distribution of foundry sand when a compression head begins to compress foundry sand. コンパクタビリティ値の測定が完了した鋳物砂の状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the state of the foundry sand which the measurement of the compactability value was completed. 鋳物砂のせん断力を測定する切断位置に鋳物砂が移動した状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the state which foundry sand moved to the cutting position which measures the shear force of foundry sand. 鋳物砂のせん断力を測定するために蓋体が鋳物砂を切断した状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the state which the cover body cut | disconnected the foundry sand in order to measure the shear force of foundry sand. 従来のコンパクタビリティ値の測定装置の一例を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed an example of the measuring apparatus of the conventional compactibility value. 図１５（ａ）は、図１４に示されるリンク機構によって、蓋体が投入位置に移動された状態を模式的に示す上面図であり、図１５（ｂ）は、図１５（ａ）に示される蓋体がリンク機構によって測定位置に移動された状態を模式的に示す上面図であり、図１５（ｃ）は、図１５（ｂ）のＣ−Ｃ線断面図である。FIG. 15A is a top view schematically showing a state in which the lid is moved to the closing position by the link mechanism shown in FIG. 14, and FIG. 15B is a view shown in FIG. FIG. 15C is a top view schematically showing a state in which the lid body to be moved is moved to the measurement position by the link mechanism, and FIG. 15C is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、一実施形態に係るコンパクタビリティ値の測定装置の模式図である。図１に示されるコンパクタビリティ値の測定装置１は、鋳物砂が充填される測定筒２と、測定筒２の上開口２ａを開放または閉鎖する蓋体３と、蓋体３を回転させる回転機構４と、測定筒２に充填された鋳物砂を圧縮する圧縮機構６と、コンパクタビリティ値の測定装置１の動作を制御するコントローラ１０と、を備える。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram of a compactability value measuring apparatus according to an embodiment. A compactability value measuring apparatus 1 shown in FIG. 1 includes a measuring cylinder 2 filled with foundry sand, a lid 3 that opens or closes an upper opening 2a of the measuring cylinder 2, and a rotating mechanism that rotates the lid 3. 4, a compression mechanism 6 that compresses the foundry sand filled in the measuring cylinder 2, and a controller 10 that controls the operation of the measuring device 1 of the compactability value.

本実施形態の測定筒２は、鉛直方向に配置されている。測定筒２の上開口２ａは、蓋体３によって閉鎖される測定筒２の一方の開口であり、この上開口２ａは、鋳物砂の投入口として用いられる。後述する蓋体３は、測定筒２の上開口２ａを閉鎖可能な底面を有している。測定筒２は、図示しないフレームから水平に延びる支持板（第１の支持板）７に固定されており、測定筒２は、支持板７を介してフレームに支持されている。 The measuring cylinder 2 of the present embodiment is arranged in the vertical direction. The upper opening 2a of the measuring cylinder 2 is one opening of the measuring cylinder 2 that is closed by the lid 3, and this upper opening 2a is used as a casting sand inlet. The lid 3 to be described later has a bottom surface capable of closing the upper opening 2a of the measuring tube 2. The measurement tube 2 is fixed to a support plate (first support plate) 7 extending horizontally from a frame (not shown), and the measurement tube 2 is supported by the frame via the support plate 7.

圧縮機構６は、測定筒２内を移動して、該測定筒２に充填された鋳物砂を圧縮する圧縮ヘッド１５と、圧縮ヘッド１５に連結されるピストンロッド１２を有するシリンダ８と、シリンダ８のピストンロッド１２を鉛直方向に移動させるサーボモータ（第１のサーボモータ）９と、を備える。サーボモータ９は、変換器１９を介してシリンダ８に連結されている。変換器１９は、サーボモータ９の回転運動をピストンロッド１２の鉛直方向の直線運動に変換する装置である。圧縮ヘッド１５は、ピストンロッド１２の先端に固定されており、円盤形状を有している。圧縮ヘッド１５の外径は、測定筒２の内径と略等しい。サーボモータ９を駆動させると、ピストンロッド１２の先端に連結された圧縮ヘッド１５が測定筒２内で鉛直方向に移動して、測定筒２に充填された鋳物砂を圧縮する。一実施形態では、変換器１９を用いずに、サーボモータ９の回転により直接上下動するピストンロッドに、圧縮ヘッド１５を連結してもよい。 The compression mechanism 6 moves in the measurement cylinder 2 and compresses the foundry sand filled in the measurement cylinder 2, a cylinder 8 having a piston rod 12 connected to the compression head 15, and a cylinder 8 And a servo motor (first servo motor) 9 for moving the piston rod 12 in the vertical direction. The servo motor 9 is connected to the cylinder 8 via a converter 19. The converter 19 is a device that converts the rotational movement of the servo motor 9 into the linear movement of the piston rod 12 in the vertical direction. The compression head 15 is fixed to the tip of the piston rod 12 and has a disk shape. The outer diameter of the compression head 15 is substantially equal to the inner diameter of the measuring tube 2. When the servo motor 9 is driven, the compression head 15 connected to the tip of the piston rod 12 moves in the vertical direction in the measuring cylinder 2 to compress the foundry sand filled in the measuring cylinder 2. In one embodiment, the compression head 15 may be connected to a piston rod that moves directly up and down by the rotation of the servo motor 9 without using the converter 19.

サーボモータ９は、コントローラ１０に接続されており、サーボモータ９の駆動（すなわち、サーボモータ９の回転）は、コントローラ１０によって制御される。例えば、コントローラ１０がサーボモータ９を正回転させると、シリンダ８のピストンロッド１２、および該ピストンロッド１２の先端に固定された圧縮ヘッド１５が上昇する。コントローラ１０がサーボモータ９を逆回転させると、シリンダ８のピストンロッド１２および圧縮ヘッド１５が下降する。さらに、コントローラ１０は、サーボモータ９の回転速度を制御することができる。したがって、コントローラ１０は、圧縮ヘッド１５の上昇速度および下降速度を制御することができる。 The servo motor 9 is connected to the controller 10, and the drive of the servo motor 9 (that is, rotation of the servo motor 9) is controlled by the controller 10. For example, when the controller 10 rotates the servo motor 9 forward, the piston rod 12 of the cylinder 8 and the compression head 15 fixed to the tip of the piston rod 12 are raised. When the controller 10 rotates the servo motor 9 in the reverse direction, the piston rod 12 and the compression head 15 of the cylinder 8 are lowered. Furthermore, the controller 10 can control the rotation speed of the servo motor 9. Therefore, the controller 10 can control the ascending speed and the descending speed of the compression head 15.

サーボモータ９は、ピストンロッド１２の移動距離、すなわち圧縮ヘッド１５の移動距離を検出可能な距離検出センサ２３を有しており、距離検出センサ２３は、コントローラ１０に接続されている。本実施形態の距離検出センサ２３は、サーボモータ９の回転数を検出可能なエンコーダである。サーボモータ９の回転数は、ピストンロッド１２によって鉛直方向に移動される圧縮ヘッド１５の移動距離に比例している。したがって、コントローラ１０は、距離検出センサ（エンコーダ）２３で検出されたサーボモータ９の回転数に基づいて、圧縮ヘッド１５の移動距離を算出することができる。 The servo motor 9 has a distance detection sensor 23 that can detect the movement distance of the piston rod 12, that is, the movement distance of the compression head 15, and the distance detection sensor 23 is connected to the controller 10. The distance detection sensor 23 of the present embodiment is an encoder that can detect the rotation speed of the servo motor 9. The rotational speed of the servo motor 9 is proportional to the moving distance of the compression head 15 moved in the vertical direction by the piston rod 12. Therefore, the controller 10 can calculate the moving distance of the compression head 15 based on the rotation speed of the servo motor 9 detected by the distance detection sensor (encoder) 23.

測定筒２の上開口２ａを閉鎖する底面を有する蓋体３には、鉛直方向に延びる貫通孔３ａが形成され、該貫通孔３ａには、案内筒１６が接続される。案内筒１６は、円筒形状を有しており、蓋体３の上面に固定されている。案内筒１６は、貫通孔３ａの直径と等しい内径を有している。一実施形態では、案内筒１６を蓋体３と一体に形成してもよい。 A through-hole 3a extending in the vertical direction is formed in the lid 3 having a bottom surface that closes the upper opening 2a of the measurement cylinder 2, and a guide cylinder 16 is connected to the through-hole 3a. The guide tube 16 has a cylindrical shape and is fixed to the upper surface of the lid 3. The guide cylinder 16 has an inner diameter equal to the diameter of the through hole 3a. In one embodiment, the guide tube 16 may be formed integrally with the lid 3.

本実施形態の回転機構４は、回転軸２６を有する軸駆動サーボモータ（第２のサーボモータ）２４を有している。軸駆動サーボモータ２４の回転軸２６は、蓋体３に連結される。本実施形態の回転軸２６は、支持板７を貫通して延びており、回転軸２６の先端は、蓋体３に直接固定されている。図示はしないが、蓋体３に固定された連結軸の先端を回転軸２６に連結してもよい。この場合、軸駆動サーボモータ２４の回転軸２６は、連結軸を介して蓋体３に連結される。さらに、回転軸２６は、軸受１７によって回転可能に支持されている。この軸受１７は、図示しないフレームから水平に延びる支持板（第２の支持板）１１に固定されている。軸駆動サーボモータ２４を駆動すると、蓋体３は、回転軸２６と一体に回転する。軸駆動サーボモータ２４は、コントローラ１０に接続されており、軸駆動サーボモータ２４の動作は、コントローラ１０によって制御される。 The rotation mechanism 4 of the present embodiment has an axis drive servo motor (second servo motor) 24 having a rotation shaft 26. A rotation shaft 26 of the shaft drive servomotor 24 is connected to the lid 3. The rotating shaft 26 of the present embodiment extends through the support plate 7, and the tip of the rotating shaft 26 is directly fixed to the lid 3. Although not shown, the tip of the connecting shaft fixed to the lid 3 may be connected to the rotating shaft 26. In this case, the rotating shaft 26 of the shaft drive servomotor 24 is connected to the lid 3 via the connecting shaft. Further, the rotating shaft 26 is rotatably supported by the bearing 17. The bearing 17 is fixed to a support plate (second support plate) 11 that extends horizontally from a frame (not shown). When the shaft drive servomotor 24 is driven, the lid 3 rotates integrally with the rotation shaft 26. The shaft drive servomotor 24 is connected to the controller 10, and the operation of the shaft drive servomotor 24 is controlled by the controller 10.

蓋体３は、軸駆動サーボモータ２４によって、鋳物砂を測定筒２に投入するための投入位置と、鋳物砂を圧縮してコンパクタビリティ値を測定するための測定位置との間を移動することができる。図２（ａ）は、図１に示される蓋体３が軸駆動サーボモータ２４によって投入位置に移動された状態を模式的に示す上面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。図３（ａ）は、図１に示される蓋体３が軸駆動サーボモータ２４によって測定位置に移動された状態を模式的に示す上面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。 The lid 3 is moved by the shaft drive servomotor 24 between a loading position for casting sand into the measuring cylinder 2 and a measurement position for compressing the foundry sand to measure a compactability value. Can do. 2A is a top view schematically showing a state in which the lid 3 shown in FIG. 1 is moved to the closing position by the shaft drive servomotor 24, and FIG. 2B is a plan view of FIG. It is an AA line sectional view of). FIG. 3A is a top view schematically showing a state in which the lid 3 shown in FIG. 1 is moved to the measurement position by the shaft drive servomotor 24, and FIG. It is a BB line sectional view of).

本実施形態の蓋体３は、扇形状を有する板であり、蓋体３の一方の側面３ｂに隣接して貫通孔３ａが形成されている。図２（ｂ）に示されるように、蓋体３が軸駆動サーボモータ２４によって投入位置に移動されると、蓋体３の貫通孔３ａおよび案内筒１６が測定筒２と連通する。したがって、作業者は、鋳物砂を案内筒１６および貫通孔３ａを介して測定筒２に充填することができる。一実施形態では、鋳物砂をベルトコンベアなどの搬送装置を用いて、案内筒１６の上方に運んでもよい。搬送装置によって案内筒１６の上方に搬送された鋳物砂は、該搬送装置から案内筒１６および貫通孔３ａを介して自動で測定筒２に投入される。 The lid body 3 of the present embodiment is a fan-shaped plate, and a through hole 3 a is formed adjacent to one side surface 3 b of the lid body 3. As shown in FIG. 2B, when the lid 3 is moved to the closing position by the shaft drive servomotor 24, the through hole 3 a and the guide cylinder 16 of the lid 3 communicate with the measurement cylinder 2. Therefore, the operator can fill the measuring cylinder 2 with the foundry sand through the guide cylinder 16 and the through hole 3a. In one embodiment, the foundry sand may be transported above the guide tube 16 using a conveyor such as a belt conveyor. The foundry sand transported above the guide tube 16 by the transport device is automatically put into the measuring tube 2 from the transport device through the guide tube 16 and the through hole 3a.

本実施形態では、案内筒１６には、コントローラ１０に接続された近接センサ２８が固定されている。近接センサ２８は、鋳物砂が案内筒１６に存在するか否かを検出するセンサであり、例えば、静電容量式近接センサである。近接センサ２８は、リミットスイッチを有する接触式近接センサであってもよい。近接センサ２８によって、鋳物砂の測定筒２への充填が完了したことを検出することができる。より具体的には、案内筒１６に配置された近接センサ２８による鋳物砂の検出は、案内筒１６の下方に位置している測定筒２へ鋳物砂が確実に充填されたことを意味する。したがって、コントローラ１０は、近接センサ２８の出力信号により、鋳物砂の充填の完了を確実に検出することができる。 In the present embodiment, a proximity sensor 28 connected to the controller 10 is fixed to the guide cylinder 16. The proximity sensor 28 is a sensor that detects whether or not foundry sand is present in the guide cylinder 16, and is, for example, a capacitive proximity sensor. The proximity sensor 28 may be a contact proximity sensor having a limit switch. The proximity sensor 28 can detect the completion of the filling of the foundry sand into the measuring cylinder 2. More specifically, the detection of the foundry sand by the proximity sensor 28 disposed in the guide cylinder 16 means that the measurement sand 2 positioned below the guide cylinder 16 is reliably filled with foundry sand. Therefore, the controller 10 can reliably detect the completion of the filling of the foundry sand based on the output signal of the proximity sensor 28.

測定筒２への鋳物砂の充填が完了すると、コントローラ１０は、蓋体３が測定位置に移動するように、軸駆動サーボモータ２４の回転軸２６を回転させる。図３（ｂ）に示されるように、測定位置まで回転した蓋体３の底面によって、測定筒２の上開口２ａが閉鎖される。これにより、サーボモータ９によって移動する圧縮ヘッド１５は、測定筒２に充填された鋳物砂を圧縮することができる。 When the filling of the foundry sand into the measuring cylinder 2 is completed, the controller 10 rotates the rotary shaft 26 of the shaft drive servomotor 24 so that the lid 3 moves to the measurement position. As shown in FIG. 3B, the upper opening 2a of the measuring tube 2 is closed by the bottom surface of the lid 3 rotated to the measurement position. Thereby, the compression head 15 moved by the servo motor 9 can compress the foundry sand filled in the measuring cylinder 2.

蓋体３を回転させる回転機構４として、図１５（ａ）乃至図１５（ｃ）を参照して説明されたリンク機構１０４を用いてもよい。しかしながら、リンク機構１０４は、測定筒２の寸法と比較して大きな寸法を有する。したがって、リンク機構１０４を回転機構４として用いた場合は、コンパクタビリティ値の測定装置１の寸法が大きくなる。一方で、軸駆動サーボモータ２４を回転機構４として用いる場合、コンパクタビリティ値の測定装置１の寸法を小さくすることができる。その結果、コンパクタビリティ値の測定装置１を、鋳物砂を製造する混練機（特に、小型の混練機）に容易に搭載または連結することができる。 As the rotation mechanism 4 that rotates the lid 3, the link mechanism 104 described with reference to FIGS. 15A to 15C may be used. However, the link mechanism 104 has a size larger than the size of the measuring cylinder 2. Therefore, when the link mechanism 104 is used as the rotation mechanism 4, the size of the measuring device 1 for compactability value is increased. On the other hand, when the shaft drive servomotor 24 is used as the rotation mechanism 4, the size of the compactability value measuring device 1 can be reduced. As a result, the compactability value measuring device 1 can be easily mounted or connected to a kneader (particularly a small kneader) for producing foundry sand.

鋳物砂のコンパクタビリティ値の測定は、次のように行われる。図４乃至図８は、図１に示されるコンパクタビリティ値の測定装置１を用いて、鋳物砂のコンパクタビリティ値を測定する工程を示した模式図である。より具体的には、図４は、測定筒２に鋳物砂を投入する工程を示した模式図であり、図５は、蓋体３を測定位置に回転させる工程を示した模式図である。図６は、圧縮ヘッド１５により鋳物砂を圧縮する工程を示した模式図であり、図７は、圧縮された鋳物砂を圧縮ヘッド１５により測定筒２から案内筒１６に押し出す工程を示した模式図である。図８は、案内筒１６に押し出された鋳物砂を排出する工程を示した模式図である。 Measurement of the compactability value of foundry sand is performed as follows. 4 to 8 are schematic diagrams showing a process of measuring the compactability value of foundry sand using the compactability value measuring apparatus 1 shown in FIG. More specifically, FIG. 4 is a schematic diagram showing a step of casting sand into the measuring cylinder 2, and FIG. 5 is a schematic diagram showing a step of rotating the lid 3 to the measurement position. FIG. 6 is a schematic diagram showing a process of compressing the foundry sand by the compression head 15, and FIG. 7 is a schematic diagram showing a process of pushing the compressed foundry sand from the measuring cylinder 2 to the guide cylinder 16 by the compression head 15. FIG. FIG. 8 is a schematic view showing a step of discharging the foundry sand pushed out by the guide cylinder 16.

図４に示されるように、コントローラ１０は、軸駆動サーボモータ２４を駆動して、蓋体３を投入位置に回転させる。投入位置まで回転した蓋体３の案内筒１６は、蓋体３に形成された貫通孔３ａを介して測定筒２に連通する（図２（ｂ）参照）。したがって、作業者は、測定筒２に鋳物砂Ｓを充填することができる。鋳物砂Ｓを測定筒２に充填するときは、圧縮ヘッド１５は、コントローラ１０に予め記憶された初期位置に位置している。本実施形態では、初期位置にある圧縮ヘッド１５の上面は、測定筒２の下面と同一平面上に位置する。 As shown in FIG. 4, the controller 10 drives the shaft drive servomotor 24 to rotate the lid 3 to the closing position. The guide cylinder 16 of the lid body 3 rotated to the charging position communicates with the measurement cylinder 2 through a through hole 3a formed in the lid body 3 (see FIG. 2B). Therefore, the operator can fill the molding sand S into the measuring cylinder 2. When the molding sand S is filled in the measuring cylinder 2, the compression head 15 is located at an initial position stored in advance in the controller 10. In the present embodiment, the upper surface of the compression head 15 at the initial position is located on the same plane as the lower surface of the measuring tube 2.

案内筒１６の上方に、円錐台形状を有するホッパ３０を配置してもよい。作業者は、ホッパ３０を介して鋳物砂を円滑に案内筒１６に供給することができる。図示しない搬送装置によって、自動で鋳物砂をコンパクタビリティ値の測定装置１に搬送する場合は、搬送装置によって搬送された鋳物砂がホッパ３０の上方から案内筒１６に投入される。コントローラ１０は、案内筒１６に取り付けられた近接センサ２８によって、測定筒２に鋳物砂が確実に充填されたことを検出することができる。 A hopper 30 having a truncated cone shape may be disposed above the guide tube 16. The operator can smoothly supply the foundry sand to the guide cylinder 16 via the hopper 30. When the foundry sand is automatically conveyed to the compaction value measuring device 1 by a conveying device (not shown), the foundry sand conveyed by the conveying device is put into the guide cylinder 16 from above the hopper 30. The controller 10 can detect that the measuring cylinder 2 is reliably filled with foundry sand by the proximity sensor 28 attached to the guide cylinder 16.

測定筒２に鋳物砂が充填されると、コントローラ１０は、軸駆動サーボモータ２４を駆動して、蓋体３を測定位置に回転させる（図５参照）。測定位置に回転された蓋体３の底面によって、測定筒２の上開口２ａが閉鎖される。さらに、蓋体３の回転により、案内筒１６および蓋体３の貫通孔３ａ内に存在する余分な鋳物砂Ｓ’が排出される。 When the measuring cylinder 2 is filled with foundry sand, the controller 10 drives the shaft drive servo motor 24 to rotate the lid 3 to the measurement position (see FIG. 5). The upper opening 2a of the measurement tube 2 is closed by the bottom surface of the lid 3 rotated to the measurement position. Further, by the rotation of the lid 3, excess casting sand S ′ existing in the guide cylinder 16 and the through hole 3 a of the lid 3 is discharged.

次に、コントローラ１０は、サーボモータ９を駆動して、初期位置にある圧縮ヘッド１５を上昇させる（図６参照）。圧縮ヘッド１５は、該圧縮ヘッド１５が鋳物砂を圧縮する押圧荷重が所定の値に到達するまで、サーボモータ９により上昇される。コントローラ１０は、サーボモータ９を駆動する電流値を監視している。この電流値は、サーボモータ９のトルクと比例しており、サーボモータ９のトルクは、圧縮ヘッド１５が鋳物砂を圧縮する押圧荷重と比例している。コントローラ１０は、サーボモータ９の電流値に基づいて、サーボモータ９のトルクを監視しており、圧縮ヘッド１５が鋳物砂を圧縮する押圧荷重が所定の値に到達するときのサーボモータ９のトルクを所定のトルク設定値として予め記憶している。コントローラ１０は、サーボモータ９のトルクがこのトルク設定値に到達すると直ちに、サーボモータ９を停止させ、圧縮ヘッド１５の移動（上昇）を停止させる。サーボモータ９が停止されたときの圧縮ヘッド１５の位置が圧縮ヘッド１５の停止位置である。 Next, the controller 10 drives the servo motor 9 to raise the compression head 15 at the initial position (see FIG. 6). The compression head 15 is raised by the servo motor 9 until the pressing load by which the compression head 15 compresses the foundry sand reaches a predetermined value. The controller 10 monitors the current value for driving the servo motor 9. This current value is proportional to the torque of the servo motor 9, and the torque of the servo motor 9 is proportional to the pressing load with which the compression head 15 compresses the foundry sand. The controller 10 monitors the torque of the servo motor 9 based on the current value of the servo motor 9, and the torque of the servo motor 9 when the pressing load that the compression head 15 compresses the foundry sand reaches a predetermined value. Is stored in advance as a predetermined torque set value. As soon as the torque of the servo motor 9 reaches this torque set value, the controller 10 stops the servo motor 9 and stops the movement (rise) of the compression head 15. The position of the compression head 15 when the servo motor 9 is stopped is the stop position of the compression head 15.

コントローラ１０がサーボモータ９を停止させた後で、コントローラ１０は、距離検出センサ２３の出力信号から圧縮ヘッド１５の移動距離Ｄを取得する。圧縮ヘッド１５の移動距離Ｄは、圧縮ヘッド１５が初期位置から停止位置まで移動した距離に相当する。コントローラ１０は、圧縮ヘッド１５の移動距離Ｄから鋳物砂の圧縮率であるコンパクタビリティ値を算出することができる。 After the controller 10 stops the servo motor 9, the controller 10 acquires the moving distance D of the compression head 15 from the output signal of the distance detection sensor 23. The moving distance D of the compression head 15 corresponds to the distance that the compression head 15 has moved from the initial position to the stop position. The controller 10 can calculate a compactability value that is a compression ratio of the foundry sand from the moving distance D of the compression head 15.

コンパクタビリティ値ＣＢは、以下の式（１）で表される。
ＣＢ＝（Ｄ／Ｈ）・１００・・・（１）
ここで、Ｈは、圧縮される前の鋳物砂Ｓの高さである。本実施形態では、初期位置にある圧縮ヘッド１５の上面が測定筒２の下面と同一平面上にあるため、圧縮される前の鋳物砂の高さＨは、測定筒２の長さに相当する。コントローラ１０は、コンパクタビリティ値を算出するために、式（１）を予め記憶している。 The compactability value CB is represented by the following formula (1).
CB = (D / H) · 100 (1)
Here, H is the height of the foundry sand S before being compressed. In this embodiment, since the upper surface of the compression head 15 in the initial position is on the same plane as the lower surface of the measuring cylinder 2, the height H of the foundry sand before being compressed corresponds to the length of the measuring cylinder 2. . The controller 10 stores Equation (1) in advance in order to calculate a compactability value.

次に、コントローラ１０は、軸駆動サーボモータ２４を駆動して蓋体３を投入位置に再び回転させる（図７参照）。さらに、コントローラ１０は、サーボモータ９を駆動して圧縮ヘッド１５を上昇させる。圧縮ヘッド１５は、該圧縮ヘッド１５の上面が測定筒２の上面と同一平面に位置する排出位置に到達するまで上昇される。排出位置まで移動した圧縮ヘッド１５によって、圧縮後の鋳物砂Ｓが案内筒１６に移動される。 Next, the controller 10 drives the shaft drive servo motor 24 to rotate the lid 3 again to the closing position (see FIG. 7). Further, the controller 10 drives the servo motor 9 to raise the compression head 15. The compression head 15 is raised until the upper surface of the compression head 15 reaches a discharge position located on the same plane as the upper surface of the measuring tube 2. The compressed molding sand S is moved to the guide cylinder 16 by the compression head 15 that has moved to the discharge position.

この状態で、コントローラ１０は、軸駆動サーボモータ２４を駆動して、蓋体３を測定位置に回転させる（図８参照）。蓋体３が測定位置に回転すると、鋳物砂Ｓは、蓋体３の貫通孔３ａを介して案内筒１６から排出（落下）される。このように、鋳物砂のコンパクタビリティ値の測定は、コントローラ１０によって自動で実行される。 In this state, the controller 10 drives the shaft drive servo motor 24 to rotate the lid 3 to the measurement position (see FIG. 8). When the lid 3 is rotated to the measurement position, the foundry sand S is discharged (dropped) from the guide cylinder 16 through the through hole 3 a of the lid 3. As described above, the measurement of the compactability value of the foundry sand is automatically executed by the controller 10.

本実施形態によれば、コントローラ１０は、サーボモータ９のトルクに基づいて、鋳物砂Ｓを圧縮する押圧荷重が所定の値に到達したか否かを検出することができる。したがって、従来のコンパクタビリティ値の測定装置１０１で用いられるロードセル１１３（図１４参照）が不要であるため、簡易な構成でコンパクタビリティ値を測定することができる。さらに、コントローラ１０は、サーボモータ９のトルクが所定の値に到達すると直ちに、圧縮ヘッド１５の移動を停止させることができる。その結果、コンパクタビリティ値の測定結果のばらつきを低減することができるので、鋳物砂Ｓの正確なコンパクタビリティ値を測定することができる。 According to the present embodiment, the controller 10 can detect whether or not the pressing load for compressing the foundry sand S has reached a predetermined value based on the torque of the servo motor 9. Therefore, since the load cell 113 (see FIG. 14) used in the conventional compactability value measuring apparatus 101 is not necessary, the compactability value can be measured with a simple configuration. Further, the controller 10 can stop the movement of the compression head 15 as soon as the torque of the servo motor 9 reaches a predetermined value. As a result, variations in measurement results of the compactability value can be reduced, so that an accurate compactability value of the foundry sand S can be measured.

コントローラ１０は、サーボモータ９の回転速度を制御して、鋳物砂Ｓを圧縮する圧縮ヘッド１５を一定の速度で上昇させてもよいし、圧縮ヘッド１５の移動速度を変化させながら、圧縮ヘッド１５を上昇させてもよい。圧縮ヘッド１５の移動速度は、サーボモータ９の回転速度に比例するので、コントローラ１０は、サーボモータ９の回転速度に基づいて、圧縮ヘッド１５の移動速度（上昇速度）を制御することができる。図９は、圧縮ヘッド１５が鋳物砂Ｓを圧縮するときにコントローラ１０が実行するサーボモータ９の速度制御（すなわち、圧縮ヘッド１５の移動速度制御）の一例を示したグラフである。図９の横軸は、サーボモータ９の駆動時間を表し、図９の左側の縦軸は、圧縮ヘッド１５の移動速度（上昇速度）を表す。図９の右側の縦軸は、鋳物砂Ｓの圧縮率を表す。図９に示されるグラフおいて、実線は圧縮ヘッド１５の移動速度を表し、点線は圧縮ヘッド１５によって圧縮される鋳物砂Ｓの圧縮率を表す。 The controller 10 may control the rotation speed of the servo motor 9 to raise the compression head 15 that compresses the foundry sand S at a constant speed, or the compression head 15 while changing the moving speed of the compression head 15. May be raised. Since the movement speed of the compression head 15 is proportional to the rotation speed of the servo motor 9, the controller 10 can control the movement speed (upward speed) of the compression head 15 based on the rotation speed of the servo motor 9. FIG. 9 is a graph showing an example of speed control of the servo motor 9 (that is, movement speed control of the compression head 15) executed by the controller 10 when the compression head 15 compresses the foundry sand S. The horizontal axis in FIG. 9 represents the drive time of the servo motor 9, and the vertical axis on the left side in FIG. 9 represents the moving speed (rising speed) of the compression head 15. The vertical axis on the right side of FIG. 9 represents the compression rate of the foundry sand S. In the graph shown in FIG. 9, the solid line represents the moving speed of the compression head 15, and the dotted line represents the compression rate of the foundry sand S compressed by the compression head 15.

図９に示されるように、コントローラ１０は、圧縮開始から所定の時点Ｐ１まで圧縮ヘッド１５を第１の速度で上昇させ、その後、第１の速度よりも低い第２の速度で圧縮ヘッド１５を上昇させる。 As shown in FIG. 9, the controller 10 raises the compression head 15 at a first speed from the start of compression to a predetermined time point P1, and then moves the compression head 15 at a second speed lower than the first speed. Raise.

図１０は、圧縮ヘッド１５が鋳物砂Ｓを圧縮し始めたときの、鋳物砂Ｓの密度分布を示した模式図である。図１０に示されるように、圧縮ヘッド１５が測定筒２に充填された鋳物砂Ｓの圧縮を開始すると、蓋体３の近傍の鋳物砂Ｓａの密度と圧縮ヘッド１５の近傍の鋳物砂Ｓｂの密度が増加する。密度が増加した鋳物砂Ｓａと測定筒２の内壁との間の摩擦力Ｆ１と、密度が増加した鋳物砂Ｓｂと測定筒２の内壁との間の摩擦力Ｆ１’は、密度が増加していない鋳物砂Ｓｃと測定筒２の内壁との間の摩擦力Ｆ２と異なる。圧縮ヘッド１５による鋳物砂の圧縮工程が進行すると、測定筒２に充填された鋳物砂全体が圧縮されるので、測定筒２内で圧縮された鋳物砂Ｓの密度は一定になり、鋳物砂Ｓと測定筒２の内壁との間の摩擦力も一定になる。しかしながら、互いに異なる摩擦力Ｆ１，Ｆ１’，Ｆ２が鋳物砂Ｓに作用している時間が長い場合は、圧縮ヘッド１５が鋳物砂Ｓを圧縮する押圧荷重が所定の値に到達したときに測定されるコンパクタビリティ値にばらつきが生じるおそれがある。 FIG. 10 is a schematic diagram showing the density distribution of the foundry sand S when the compression head 15 starts to compress the foundry sand S. FIG. As shown in FIG. 10, when the compression head 15 starts to compress the foundry sand S filled in the measuring cylinder 2, the density of the foundry sand Sa near the lid 3 and the foundry sand Sb near the compressing head 15. Density increases. The frictional force F1 between the casting sand Sa with increased density and the inner wall of the measuring cylinder 2 and the frictional force F1 ′ between the casting sand Sb with increased density and the inner wall of the measuring cylinder 2 are increased in density. This is different from the friction force F <b> 2 between the casting sand Sc and the inner wall of the measuring cylinder 2. When the molding sand compression process by the compression head 15 proceeds, the entire molding sand filled in the measuring cylinder 2 is compressed, so that the density of the molding sand S compressed in the measuring cylinder 2 becomes constant, and the molding sand S And the frictional force between the inner wall of the measuring tube 2 is also constant. However, when the frictional forces F1, F1 ′, and F2 that are different from each other are applied to the foundry sand S for a long time, it is measured when the pressing load at which the compression head 15 compresses the foundry sand S reaches a predetermined value. There may be variations in the compactability value.

したがって、図９に示されるように、鋳物砂Ｓの圧縮初期段階（圧縮開始から所定の時点Ｐ１までの時間Ｔに相当する）では、圧縮ヘッド１５を高速（すなわち、第１の速度）で上昇させるのが好ましい。この第１の速度は、実験などを用いて予め決定することができ、例えば、１００ｍｍ／ｓｅｃ以上の速度に設定される。圧縮開始から所定の時点Ｐ１までの時間Ｔは、実験などを用いて予め決定することができ、図９に示した例では、０．４秒に設定される。第１の速度および時間Ｔは、コントローラ１０に予め記憶されている。 Accordingly, as shown in FIG. 9, in the initial compression stage of the foundry sand S (corresponding to the time T from the start of compression to a predetermined time point P1), the compression head 15 is raised at a high speed (ie, the first speed). It is preferable to do so. This first speed can be determined in advance using experiments or the like, and is set to a speed of 100 mm / sec or more, for example. The time T from the start of compression to the predetermined time point P1 can be determined in advance using an experiment or the like, and is set to 0.4 seconds in the example shown in FIG. The first speed and time T are stored in the controller 10 in advance.

圧縮ヘッド１５による鋳物砂Ｓの圧縮が開始されてから所定の時間Ｔが経過すると、コントローラ１０は、圧縮ヘッド１５の移動速度を第１の速度よりも低い第２の速度に変更する。コントローラ１０は、圧縮ヘッド１５が鋳物砂Ｓを圧縮する押圧荷重が所定の値に到達するまで、圧縮ヘッド１５を第２の速度で移動させる。図９に示されるグラフでは、圧縮ヘッド１５が鋳物砂Ｓを圧縮する押圧荷重が所定の値に到達した時点Ｐ２は、０．８秒であり、コントローラ１０は、時点Ｐ１から時点Ｐ２まで圧縮ヘッド１５を第２速度で移動させる。コントローラ１０は、時点Ｐ２での鋳物砂Ｓの圧縮率を圧縮ヘッド１５の移動距離Ｄから算出し、この圧縮率（図９では、４０％）がコンパクタビリティ値として用いられる。第２速度は、実験などを用いて予め決定することができ、例えば、１０ｍｍ／ｓｅｃに設定される。第２の速度は、コントローラ１０に予め記憶されている。 When a predetermined time T has elapsed since the compression head 15 started to compress the foundry sand S, the controller 10 changes the moving speed of the compression head 15 to a second speed lower than the first speed. The controller 10 moves the compression head 15 at the second speed until the pressing load at which the compression head 15 compresses the foundry sand S reaches a predetermined value. In the graph shown in FIG. 9, the time point P2 when the pressing load at which the compression head 15 compresses the foundry sand S reaches a predetermined value is 0.8 seconds, and the controller 10 detects the compression head from the time point P1 to the time point P2. 15 is moved at the second speed. The controller 10 calculates the compression rate of the foundry sand S at the time point P2 from the moving distance D of the compression head 15, and this compression rate (40% in FIG. 9) is used as the compactability value. The second speed can be determined in advance using an experiment or the like, and is set to 10 mm / sec, for example. The second speed is stored in the controller 10 in advance.

このように、コントローラ１０は、圧縮ヘッド１５による鋳物砂の圧縮の開始から時間Ｔが経過した後で、圧縮ヘッド１５の移動速度を第１の速度から第２の速度に減少させ、圧縮ヘッド１５をゆっくりと移動させる。その結果、コントローラ１０は、圧縮ヘッド１５によって鋳物砂Ｓに付加される押圧荷重が所定の値に到達すると直ちに圧縮ヘッド１５の移動を停止させることができる。このような圧縮ヘッド１５の上昇速度の制御によって、正確なコンパクタビリティ値を素早くかつ確実に測定することができる。 As described above, the controller 10 decreases the moving speed of the compression head 15 from the first speed to the second speed after the time T has elapsed from the start of the compression of the foundry sand by the compression head 15, and the compression head 15. Move slowly. As a result, the controller 10 can stop the movement of the compression head 15 as soon as the pressing load applied to the foundry sand S by the compression head 15 reaches a predetermined value. By controlling the ascending speed of the compression head 15 as described above, an accurate compactability value can be measured quickly and reliably.

図１に示されるコンパクタビリティ値の測定装置１は、コンパクタビリティ値を測定するために圧縮された鋳物砂のせん断力を測定することができる。図１１乃至図１３は、図１に示されるコンパクタビリティ値の測定装置１で鋳物砂のせん断力を測定する工程を示した模式図である。より具体的には、図１１は、コンパクタビリティ値の測定が完了した鋳物砂Ｓの状態を示す模式図であり、図１２は、鋳物砂Ｓのせん断力を測定する切断位置に鋳物砂Ｓが移動した状態を示す模式図であり、図１３は、鋳物砂Ｓのせん断力を測定するために蓋体３が鋳物砂Ｓを切断した状態を示す模式図である。 The compactability value measuring apparatus 1 shown in FIG. 1 can measure the shear force of the foundry sand that has been compressed in order to measure the compactability value. FIGS. 11 to 13 are schematic views showing a process of measuring the shearing force of foundry sand with the compactability value measuring apparatus 1 shown in FIG. More specifically, FIG. 11 is a schematic diagram showing the state of the foundry sand S for which the measurement of the compactability value has been completed, and FIG. 12 shows the foundry sand S at the cutting position where the shearing force of the foundry sand S is measured. FIG. 13 is a schematic diagram showing a state in which the lid 3 cuts the foundry sand S in order to measure the shearing force of the foundry sand S. FIG.

図１１に示されるように、コンパクタビリティ値の測定装置１のコントローラ１０は、サーボモータ９によって圧縮ヘッド１５を上昇させ、圧縮ヘッド１５が鋳物砂Ｓを圧縮する押圧荷重が所定の値に到達したときに、サーボモータ９を停止させる。コントローラ１０は、サーボモータ９が停止されると、圧縮ヘッド１５の移動距離Ｄに基づいて鋳物砂Ｓのコンパクタビリティ値を算出する。 As shown in FIG. 11, the controller 10 of the compactability value measuring apparatus 1 raises the compression head 15 by the servo motor 9, and the pressing load at which the compression head 15 compresses the foundry sand S reaches a predetermined value. Sometimes, the servo motor 9 is stopped. When the servo motor 9 is stopped, the controller 10 calculates the compactability value of the foundry sand S based on the moving distance D of the compression head 15.

次に、コントローラ１０は、軸駆動サーボモータ２４を駆動して、蓋体３を投入位置まで移動させる（図２（ａ）および図２（ｂ）参照）。さらに、コントローラ１０は、サーボモータ９を駆動して、コンパクタビリティ値を測定するために圧縮された鋳物砂の一部が蓋体３の貫通孔３ａおよび案内筒１６に挿入されるように、圧縮ヘッド１５を上昇させる（図１２参照）。この状態で、コントローラ１０は、図１３に示されるように、軸駆動サーボモータ２４を駆動して、蓋体３を測定位置に回転させる。このとき、鋳物砂Ｓは、蓋体３により切断される。 Next, the controller 10 drives the shaft drive servo motor 24 to move the lid 3 to the closing position (see FIGS. 2A and 2B). Further, the controller 10 drives the servo motor 9 to compress so that a part of the molding sand compressed to measure the compactability value is inserted into the through hole 3a and the guide tube 16 of the lid 3. The head 15 is raised (see FIG. 12). In this state, the controller 10 drives the shaft drive servomotor 24 to rotate the lid 3 to the measurement position as shown in FIG. At this time, the foundry sand S is cut by the lid 3.

コントローラ１０は、軸駆動サーボモータ２４の電流値を監視しており、この電流値と比例関係にある軸駆動サーボモータ２４のトルクを算出することができる。さらに、コントローラ１０は、蓋体３が鋳物砂Ｓを切断したときの軸駆動サーボモータ２４のトルクから、鋳物砂Ｓのせん断力を算出することができる。 The controller 10 monitors the current value of the shaft drive servomotor 24 and can calculate the torque of the shaft drive servomotor 24 that is proportional to the current value. Further, the controller 10 can calculate the shearing force of the foundry sand S from the torque of the shaft drive servomotor 24 when the lid 3 cuts the foundry sand S.

コントローラ１０は、サーボモータ９の駆動により蓋体３の貫通孔３ａおよび案内筒３に挿入される鋳物砂の一部の高さを制御することができる。例えば、コントローラ１０は、圧縮後の鋳物砂の高さの半分が蓋体３の貫通孔３ａおよび案内筒１６に挿入されるように、サーボモータ９を回転させる。コントローラ１０は、サーボモータ９に設けられた距離検出センサ（エンコーダ）２３に接続されている。したがって、コントローラ１０は、距離検出センサ２３からの出力信号から圧縮後の鋳物砂の高さＨ’（図１１参照）を算出することができる。より具体的には、コントローラ１０は、測定筒２の高さＨから圧縮ヘッド１５の移動距離Ｄを減算することにより、圧縮後の鋳物砂Ｓの高さＨ’（＝Ｈ−Ｄ）を算出する。 The controller 10 can control the height of part of the foundry sand inserted into the through hole 3 a of the lid 3 and the guide cylinder 3 by driving the servo motor 9. For example, the controller 10 rotates the servo motor 9 so that half of the height of the molding sand after compression is inserted into the through hole 3 a and the guide tube 16 of the lid 3. The controller 10 is connected to a distance detection sensor (encoder) 23 provided in the servo motor 9. Therefore, the controller 10 can calculate the height H ′ of the molding sand after compression (see FIG. 11) from the output signal from the distance detection sensor 23. More specifically, the controller 10 calculates the height H ′ (= HD) of the molding sand S after compression by subtracting the moving distance D of the compression head 15 from the height H of the measuring cylinder 2. To do.

さらに、コントローラ１０は、高さＨ’に０．５を乗算して、蓋体３の貫通孔３ａおよび案内筒１６に挿入される鋳物砂の高さＨ’’（＝Ｈ’・０．５）を決定する。コントローラ１０は、距離検出センサ２３の出力信号がＨ’’に到達するまでサーボモータ９を駆動する（図１２参照）。これにより、圧縮後の鋳物砂の高さの半分を蓋体３の貫通孔３ａおよび案内筒１６に挿入することができる。蓋体３の貫通孔３ａおよび案内筒１６に挿入される鋳物砂の一部の高さ（すなわち、蓋体３によって切断される鋳物砂Ｓの高さ）Ｈ’’を任意の高さに設定してもよい。例えば、蓋体３の貫通孔３ａおよび案内筒１６に挿入される鋳物砂の一部の高さＨ’’を予め３０ｍｍに設定してもよい。この場合、コントローラ１０は、この高さＨ’’（＝３０ｍｍ）を予め記憶しており、距離検出センサ２３の出力信号がＨ’’（＝３０ｍｍ）に到達するまでサーボモータ９を駆動する。 Further, the controller 10 multiplies the height H ′ by 0.5 to obtain the height H ″ (= H ′ · 0.5) of the foundry sand inserted into the through-hole 3a of the lid 3 and the guide tube 16. ). The controller 10 drives the servo motor 9 until the output signal of the distance detection sensor 23 reaches H ″ (see FIG. 12). Thereby, half of the height of the molding sand after compression can be inserted into the through-hole 3a and the guide tube 16 of the lid 3. The height H ″ of a part of the foundry sand inserted into the through hole 3a of the lid 3 and the guide cylinder 16 (that is, the height of the foundry sand S cut by the lid 3) is set to an arbitrary height. May be. For example, the height H ″ of part of the foundry sand inserted into the through hole 3a of the lid 3 and the guide cylinder 16 may be set to 30 mm in advance. In this case, the controller 10 stores the height H ″ (= 30 mm) in advance, and drives the servo motor 9 until the output signal of the distance detection sensor 23 reaches H ″ (= 30 mm).

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。 The embodiment described above is described for the purpose of enabling the person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs to implement the present invention. Various modifications of the above embodiment can be naturally made by those skilled in the art, and the technical idea of the present invention can be applied to other embodiments. Accordingly, the present invention is not limited to the described embodiments, but is to be construed in the widest scope according to the technical idea defined by the claims.

１コンパクタビリティ値の測定装置
２測定筒
３蓋体
４回転機構
６圧縮機構
７第１の支持板
８シリンダ
９サーボモータ（第１のサーボモータ）
１０コントローラ
１１支持板
１２ピストンロッド
１５圧縮ヘッド
１６案内筒
１７軸受
１９変換器
２３距離検出センサ
２４軸駆動サーボモータ（第２のサーボモータ）
２５圧縮ヘッド
２６回転軸
２８近接センサ
３０ホッパ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Measuring apparatus of compactibility value 2 Measuring cylinder 3 Cover body 4 Rotating mechanism 6 Compression mechanism 7 1st support plate 8 Cylinder 9 Servo motor (1st servo motor)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Controller 11 Support plate 12 Piston rod 15 Compression head 16 Guide cylinder 17 Bearing 19 Converter 23 Distance detection sensor 24 Axis drive servomotor (2nd servomotor)
25 Compression head 26 Rotating shaft 28 Proximity sensor 30 Hopper

本発明の一態様は、鋳物砂が充填される測定筒と、前記測定筒の一方の開口を閉鎖可能な底面を有する蓋体と、前記蓋体を回転させる回転機構と、前記測定筒に充填された鋳物砂を圧縮する圧縮機構と、前記圧縮機構の動作を制御するコントローラと、を備え、前記圧縮機構は、前記蓋体によって前記開口が閉鎖された前記測定筒内を移動して、該測定筒に充填された鋳物砂を圧縮する圧縮ヘッドと、前記圧縮ヘッドを移動させるサーボモータと、を有しており、前記蓋体には、貫通孔が形成されており、前記回転機構は、前記蓋体に連結された回転軸を有する軸駆動サーボモータを有し、前記コントローラは、前記軸駆動サーボモータを駆動して、前記蓋体を、前記貫通孔が前記測定筒の開口に連通する投入位置に回転させ、前記貫通孔を介して前記鋳物砂を前記測定筒に充填した後で、前記軸駆動サーボモータを駆動して、前記蓋体を、該蓋体の底面が前記測定筒の開口を閉鎖する測定位置に回転させ、前記サーボモータを駆動して前記圧縮ヘッドを移動させることで前記鋳物砂を圧縮し、前記サーボモータの電流値に基づいて、該サーボモータのトルクを監視し、前記サーボモータのトルクが所定のトルク設定値に到達したときに、前記圧縮ヘッドの移動を停止させ、前記圧縮ヘッドの移動距離から前記鋳物砂のコンパクタビリティ値を算出し、前記コンパクタビリティ値を算出した後に、前記軸駆動サーボモータを駆動して、前記蓋体を前記測定位置から前記投入位置まで回転させ、前記サーボモータを駆動して、前記圧縮後の鋳物砂の一部を前記貫通孔に挿入し、前記軸駆動サーボモータを駆動して、前記圧縮後の鋳物砂の一部を前記蓋体で切断したときの前記軸駆動サーボモータのトルクから、前記圧縮後の鋳物砂のせん断力を算出することを特徴とするコンパクタビリティ値の測定装置である。 One aspect of the present invention includes a measuring cylinder filled with foundry sand, a lid having a bottom surface capable of closing one opening of the measuring cylinder, a rotating mechanism for rotating the lid, and filling the measuring cylinder. A compression mechanism for compressing the foundry sand, and a controller for controlling the operation of the compression mechanism, wherein the compression mechanism moves in the measurement cylinder whose opening is closed by the lid, It has a compression head that compresses the foundry sand filled in the measurement cylinder, and a servo motor that moves the compression head, the cover body has a through hole, and the rotation mechanism is A shaft drive servomotor having a rotating shaft coupled to the lid, and the controller drives the shaft drive servomotor to communicate the lid with the through hole to the opening of the measurement tube; Rotate to the loading position and move the through hole Then, after filling the molding sand into the measuring cylinder, the shaft drive servo motor is driven to rotate the lid to a measurement position where the bottom of the lid closes the opening of the measuring cylinder, The foundry sand is compressed by moving the compression head by driving the servo motor, and monitoring the torque of the servo motor based on the current value of the servo motor. The torque of the servo motor is a predetermined torque. When reaching the set value, the movement of the compression head is stopped , the compactability value of the foundry sand is calculated from the movement distance of the compression head, and after calculating the compactability value, the shaft drive servo motor is Driving, rotating the lid from the measurement position to the charging position, driving the servo motor, inserting a part of the compacted foundry sand into the through-hole, Drives the dynamic servo motor, characterized in that a part of the molding sand after the compression from the torque of the shaft driving servo motor when cut in the lid, to calculate the shear force of the molding sand after the compression Is a measuring device of the compactability value.

本発明の好ましい態様は、前記貫通孔に接続される案内筒が前記蓋体に固定され、前記案内筒には、前記案内塔内に鋳物砂が存在しているか否かを検出する近接センサが取り付けられていることを特徴とする。 In a preferred aspect of the present invention, a guide cylinder connected to the through hole is fixed to the lid body, and the guide cylinder has a proximity sensor for detecting whether or not foundry sand is present in the guide tower. It is attached.

本発明の他の態様は、蓋体に連結された回転軸を有する軸駆動サーボモータを駆動して、前記蓋体を、該蓋体に形成された貫通孔が測定筒の一方の開口に連通する投入位置に回転させ、前記貫通孔を介して鋳物砂を前記測定筒に充填した後に、前記軸駆動サーボモータを駆動して、前記蓋体を、該蓋体の底面が前記測定筒の開口を閉鎖する測定位置に回転させ、前記蓋体で一方の開口が閉鎖された前記測定筒に充填された鋳物砂をサーボモータによって移動する圧縮ヘッドで圧縮し、前記サーボモータの電流値に基づいて、前記サーボモータのトルクを監視し、前記サーボモータのトルクが所定のトルク設定値に到達したときに、前記圧縮ヘッドの移動を停止させ、前記圧縮ヘッドの移動距離から前記鋳物砂のコンパクタビリティ値を算出し、コンパクタビリティ値の算出後に、前記軸駆動サーボモータを駆動して、前記蓋体を前記測定位置から前記投入位置まで回転させ、前記サーボモータを駆動して、圧縮後の鋳物砂の一部を前記貫通孔に挿入し、前記軸駆動サーボモータを駆動して、前記圧縮後の鋳物砂の一部を前記蓋体で切断したときの前記軸駆動サーボモータのトルクから、前記圧縮後の鋳物砂のせん断力を算出することを特徴とするコンパクタビリティ値の測定方法である。 In another aspect of the present invention, a shaft drive servo motor having a rotating shaft connected to a lid is driven to connect the lid with a through hole formed in the lid to one opening of the measurement tube. The measuring cylinder is filled with the foundry sand through the through-hole, and then the shaft drive servo motor is driven so that the bottom of the lid is open to the measuring cylinder. the rotate the measuring position for closing the molding sand filled in the measuring cylinder one opening is closed by the cover body is compressed in the compression head which is moved by a servo motor, based on the current value of the servo motor The servo motor torque is monitored, and when the servo motor torque reaches a predetermined torque setting value, the movement of the compression head is stopped, and the compactability value of the foundry sand is determined from the movement distance of the compression head. Calculate After calculation of the compactability value, the shaft drive servo motor is driven to rotate the lid from the measurement position to the charging position, and the servo motor is driven so that a part of the compacted foundry sand is Inserting into the through hole, driving the shaft drive servo motor, and from the torque of the shaft drive servo motor when a part of the compression found sand is cut by the lid body, It is a measuring method of a compactability value characterized by calculating a shear force .

本発明の好ましい態様は、前記貫通孔に接続される案内筒に取り付けられた近接センサにより、前記案内塔内に鋳物砂が存在しているか否かを検出することを特徴とする。 In a preferred aspect of the present invention, the proximity sensor attached to the guide tube connected to the through hole detects whether or not foundry sand is present in the guide tower.

コントローラ１０は、サーボモータ９の駆動により蓋体３の貫通孔３ａおよび案内筒１６に挿入される鋳物砂の一部の高さを制御することができる。例えば、コントローラ１０は、圧縮後の鋳物砂の高さの半分が蓋体３の貫通孔３ａおよび案内筒１６に挿入されるように、サーボモータ９を回転させる。コントローラ１０は、サーボモータ９に設けられた距離検出センサ（エンコーダ）２３に接続されている。したがって、コントローラ１０は、距離検出センサ２３からの出力信号から圧縮後の鋳物砂の高さＨ’（図１１参照）を算出することができる。より具体的には、コントローラ１０は、測定筒２の高さＨから圧縮ヘッド１５の移動距離Ｄを減算することにより、圧縮後の鋳物砂Ｓの高さＨ’（＝Ｈ−Ｄ）を算出する。 The controller 10 can control the height of part of the foundry sand inserted into the through hole 3 a of the lid 3 and the guide cylinder 16 by driving the servo motor 9. For example, the controller 10 rotates the servo motor 9 so that half of the height of the molding sand after compression is inserted into the through hole 3 a and the guide tube 16 of the lid 3. The controller 10 is connected to a distance detection sensor (encoder) 23 provided in the servo motor 9. Therefore, the controller 10 can calculate the height H ′ of the molding sand after compression (see FIG. 11) from the output signal from the distance detection sensor 23. More specifically, the controller 10 calculates the height H ′ (= HD) of the molding sand S after compression by subtracting the moving distance D of the compression head 15 from the height H of the measuring cylinder 2. To do.

Claims

A measuring cylinder filled with foundry sand;
A lid having a bottom surface capable of closing one opening of the measurement tube;
A compression mechanism for compressing the foundry sand filled in the measuring cylinder;
A controller for controlling the operation of the compression mechanism,
The compression mechanism is
A compression head that moves within the measurement cylinder whose opening is closed by the lid and compresses the foundry sand filled in the measurement cylinder;
A servo motor for moving the compression head,
The controller is
Based on the current value of the servo motor, the torque of the servo motor is monitored,
The apparatus for measuring a compactability value, wherein the movement of the compression head is stopped when the torque of the servo motor reaches a predetermined torque set value.

A rotation mechanism for rotating the lid,
A through hole is formed in the lid,
The rotating mechanism has a shaft drive servo motor having a rotating shaft connected to the lid,
The controller is
Driving the shaft drive servomotor, the lid is rotated to the insertion position where the through hole communicates with the opening of the measurement tube,
After filling the measuring cylinder with the foundry sand through the through-hole, the shaft drive servo motor is driven to close the lid, and the measurement position where the bottom of the lid closes the opening of the measuring cylinder The apparatus for measuring a compactability value according to claim 1, wherein:

The controller is
After compressing the foundry sand and measuring the compactability value, driving the shaft drive servo motor, rotating the lid from the measurement position to the loading position,
Driving the servo motor, inserting a part of the compacted foundry sand into the through hole,
Driving the shaft drive servomotor to calculate the shear force of the compression foundry sand from the torque of the shaft drive servomotor when a part of the compacted foundry sand is cut by the lid. The apparatus for measuring a compactability value according to claim 2.

A guide tube connected to the through hole is fixed to the lid,
4. The compactability value measuring device according to claim 2, wherein a proximity sensor for detecting whether or not casting sand is present in the guide tower is attached to the guide tube.

The molding sand filled in the measuring cylinder whose one opening is closed with a lid is compressed with a compression head moved by a servo motor,
Based on the current value of the servo motor, the torque of the servo motor is monitored,
A method of measuring a compactability value, wherein the movement of the compression head is stopped when the torque of the servo motor reaches a predetermined torque set value.

A shaft drive servo motor having a rotating shaft connected to the lid is driven to rotate the lid to a loading position where a through hole formed in the lid communicates with one opening of the measuring cylinder. ,
After filling the measuring cylinder with the foundry sand through the through-hole, the shaft drive servo motor is driven to bring the lid to a measurement position where the bottom of the lid closes the opening of the measuring cylinder. 6. The method of measuring a compactability value according to claim 5, wherein rotation is performed.

After measuring the compactability value, the shaft drive servo motor is driven to rotate the lid from the loading position to the measurement position.
Drive the servo motor, insert a part of the molding sand after compression into the through hole,
Driving the shaft drive servomotor to calculate the shear force of the compression foundry sand from the torque of the shaft drive servomotor when a part of the compacted foundry sand is cut by the lid. The method of measuring a compactability value according to claim 6.

The compactability value according to claim 6 or 7, wherein it is detected whether or not casting sand exists in the guide tower by a proximity sensor attached to a guide cylinder connected to the through hole. Measuring method.