JP2018520009A5

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Publication number: JP2018520009A5
Application number: JP2018515361A
Authority: JP
Filing date: 2015-06-04
Publication date: 2018-09-06
Anticipated expiration: 2035-06-04

Claims

砂型部品（２、７６、７７、８５）を製造するための砂型造型機（１、７５）であって、チャンバ頂壁（４）と、チャンバ底壁（５）と、２つの対向するチャンバ側壁（６）と、２つの対向するチャンバ端壁（７、８）とから形成される成形チャンバ（３）を備え、チャンバ壁には、少なくとも１つの砂充填口部（９）が設けられ、前記チャンバ端壁（７、８）の少なくとも１つに、砂型部品（２、７６、７７、８５）にパターンを形成するように適合されたパターン（１２、１３）を有するパターンプレート（１０、１１）が設けられ、前記成形チャンバ（３）内に供給された砂を固めるために、前記チャンバ端壁（７、８）の少なくとも１つが前記成形チャンバ（３）の長手方向（ＬＤ）に変位可能であり、前記パターンプレート（１０、１１）の少なくとも１つは、前記パターンプレート（１０、１１）の前記パターン（１２、１３）に対して一定の関係で位置する少なくとも１つの基準パターンブロック（２４、２５、２６、２７）と関連付けられ、砂型部品（２、７６、７７、８５）の外面（３２、３３、３４、３５、３６）に基準パターン（２８、２９、３０、３１、８１、８６、９０）を形成するように適合され、非接触検出システムが、前記固められた砂型部品（２、７６、７７、８５）の移動経路（１７）に隣接して配置され、前記砂型部品（２、７６、７７、８５）の前記基準パターン（２８、２９、３０、３１、８１、８６、９０）のパターン面の位置を検出するように適合される、砂型造型機（１、７５）において、前記少なくとも１つの基準パターンブロック（２４、２５、２６、２７）は、前記成形チャンバ（３）の前記長手方向（ＬＤ）に変化する接線を有する面を含み、前記面は、前記砂型部品（２、７６、７７、８５）の対応する長手方向（ｌｄ）に変化する接線を有するパターン面を含む、対応する基準パターン（２８、２９、３０、３１、８１、８６、９０）を形成するように適合され、前記非接触検出システム（３９）は、前記砂型部品（２、７６、７７、８５）の前記長手方向において前記基準パターン（２８、２９、３０、３１、８１、８６、９０）の前記パターン面に分布するいくつかの異なる点の位置を検出するように適合され、前記砂型部品（２、７６、７７、８５）の前記長手方向の前記接線が前記点の少なくとも２つの間で異なる、砂型造型機（１、７５）。
前記少なくとも１つの基準パターンブロック（２４、２５、２６、２７）は、前記成形チャンバ（３）の高さ方向に変化する接線を有する面を含み、前記面は、前記砂型部品（２、７６、７７、８５）の対応する高さ方向に変化する接線を有するパターン面を含む、対応する基準パターン（２８、２９、３０、３１、８１、８６、９０）を形成するように適合され、前記非接触検出システム（３９）は、前記砂型部品（２、７６、７７、８５）の前記高さ方向において前記基準パターン（２８、２９、３０、３１、８１、８６、９０）の前記パターン面に分布するいくつかの異なる点の位置を検出するように適合され、前記砂型部品（２、７６、７７、８５）の前記高さ方向の前記接線が前記点の少なくとも２つの間で異なる、請求項１に記載の砂型造型機（１、７５）。
前記少なくとも１つの基準パターンブロック（２４、２５、２６、２７）は、前記成形チャンバ（３）の前記長手方向（ＬＤ）の第１の位置に第１の接線を有する第１の面部と、前記成形チャンバ（３）の前記長手方向の第２の位置に第２の接線を有する第２の面部とを含み、前記第２の接線は前記第１の接線とは異なり、前記第１および第２の面部は、前記砂型部品（２、７６、７７、８５）の前記長手方向（ｌｄ）の第１の位置に第１のパターン接線（Ｔ_１）を有する第１のパターン面部（Ｆ_１）と、前記砂型部品（２、７６、７７、８５）の前記長手方向（ｌｄ）の第２の位置に第２のパターン接線（Ｔ_２）を有する第２のパターン面部（Ｆ_２）とを含む、対応する基準パターン（２８、２９、３０、３１、８１、８６、９０）を形成するように適合されており、前記第２のパターン接線（Ｔ_２）は前記第１のパターン接線（Ｔ_１）とは異なり、前記非接触検出システム（３９）は、前記砂型部品（２、７６、７７、８５）の前記長手方向において、前記基準パターン（２８、２９、３０、３１、８１、８６、９０）の前記第１および第２のパターン面部の両方にわたって少なくとも実質的に均一に分布するいくつかの異なる点の位置を検出するように適合される、請求項１または２に記載の砂型造型機（１、７５）。
前記少なくとも１つの基準パターンブロック（２４、２５、２６、２７）は、前記成形チャンバ（３）の前記高さ方向の第３の位置に第３の接線を有する第３の面部と、前記成形チャンバ（３）の前記高さ方向の第４の位置に第４の接線を有する第４の面部とを含み、前記第４の接線は前記第３の接線とは異なり、前記第３および第４の面部は、前記砂型部品（２、７６、７７、８５）の前記高さ方向の第３の位置に第３のパターン接線を有する第３のパターン面部と、前記砂型部品（２、７６、７７、８５）の前記高さ方向の第４の位置に第４のパターン接線を有する第４のパターン面部とを含む、対応する基準パターン（２８、２９、３０、３１、８１、８６、９０）を形成するように適合され、前記第４のパターン接線は前記第３のパターン接線とは異なり、前記非接触検出システム（３９）は、前記砂型部品（２、７６、７７、８５）の前記高さ方向において、前記基準パターン（２８、２９、３０、３１、８１、８６、９０）の前記第３および第４のパターン面部の両方にわたって少なくとも実質的に均一に分布するいくつかの異なる点の位置を検出するように適合される、請求項１から３のいずれか一項に記載の砂型造型機（１、７５）。
前記少なくとも１つの基準パターンブロック（２４、２５、２６、２７）が球状の対称面を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の砂型造型機（１、７５）。
前記少なくとも１つの基準パターンブロック（２４、２５、２６、２７）は、前記成形チャンバ（３）の前記長手方向に交互に続く少なくとも２つの平坦面（Ｌ、Ｍ、Ｎ）の１つの組を含み、前記組は、前記砂型部品（２、７６、７７）の前記対応する長手方向に交互に続く少なくとも２つの平面（ｌ、ｍ、ｎ）の１つの組を含む、対応する基準パターン（２８、２９、３０、３１、８１）を形成するように適合され、各平坦面（Ｌ、Ｍ、Ｎ）は、前記平坦面の別の１つに対して斜角で配置される、請求項１から５のいずれか一項に記載の砂型造型機（１、７５）。
前記少なくとも２つの平坦面（Ｌ、Ｍ、Ｎ）のそれぞれは、前記成形チャンバ（３）の前記長手方向（ＬＤ）に対して斜角を形成する、請求項６に記載の砂型造型機。
前記基準パターンブロック（２４、２５、２６、２７）の外部で測定された２つの平坦面（Ｌ、Ｍ、Ｎ）の間の前記斜角が９５度〜１７５度の範囲または１８５度〜２６５度の範囲であり、好ましくは１１５〜１５５度の範囲または２０５〜２４５度の範囲、最も好ましくは１２５〜１４５度の範囲または２１５〜２３５度の範囲である、請求項６または７に記載の砂型造型機。
前記非接触検出システム（３９）が少なくとも１つの３Ｄスキャナを備える、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の砂型造型機（１、７５）。
前記非接触検出システム（３９）が、前記基準パターン（９０）の前記パターン面上に照明線（８９）を形成する細長い光ビームを形成するように適合されたレーザーベース照明システムを備える、請求項１から９のいずれか一項に記載の砂型造型機（１、７５）。
コンピュータシステム（２３）が、前記砂型部品（２、７６、７７、８５）の前記基準パターン（２８、２９、３０、３１、８１、８６、９０）のパターン面上に位置するいくつかの点の前記検出された位置を受信するように適合されており、前記コンピュータシステム（２３）は、前記受信された検出位置に基づいてカーブフィッティングを実行し、それによって座標系における曲線の各位置を推定するように適合され、前記曲線は断面で見た前記基準パターン（２８、２９、３０、３１、８１、８６、９０）の前記パターン面を表し、前記コンピュータシステム（２３）は、前記曲線に関連する１つまたは複数の基準点の１つまたは複数の位置を計算するように適合される、請求項１から１０のいずれか一項に記載の砂型造型機。
基準パターンブロック（２４、２５、２６、２７）の少なくとも１つは、砂型部品（２）の角部に基準パターン（２８、２９、３０、３１、８１）を形成するように配置され、前記基準パターンは、前記成形チャンバ（３）の前記長手方向に交互に続く、前記チャンバ頂壁（４）に対して直角に配置される少なくとも２つの平面（ｌ _１、ｍ _１、ｎ _１）の第１の組（４２）を含み、前記第１の組（４２）の各平面は、前記第１の組の前記平面の別の１つに対して斜角で配置され、前記基準パターン（２８、２９、３０、３１、８１）は、前記成形チャンバ（３）の前記長手方向に交互に続く、前記チャンバ側壁（６）に対して直角に配置される少なくとも２つの平面（ｌ _２、ｍ _２、ｎ _２）の第２の組（４３）を含み、前記第２の組（４３）の各平面は、前記第２の組の前記平面の別の１つに対して斜角で配置され、第１の非接触距離測定装置（３９）が、前記固められた砂型部品（２）と前記非接触距離測定装置（３９）との間の前記変位方向（８２）での前記相対変位の際に、前記第１の組（４２）の前記少なくとも２つの平面（ｌ _１、ｍ _１、ｎ _１）が連続的に前記非接触距離測定装置（３９）を相対的に通過する結果として、前記基準パターン（２８、２９、３０、３１、８１）までの前記可変距離を測定するように配置され、第２の非接触距離測定装置（３９）が、前記固められた砂型部品（２）と前記非接触距離測定装置（３９）との間の前記変位方向（８２）での前記相対変位の際に、前記第２の組（４３）の前記少なくとも２つの平面（ｌ _２、ｍ _２、ｎ _２）が連続的に前記非接触距離測定装置（３９）を相対的に通過する結果として、前記基準パターン（２８、２９、３０、３１、８１）までの前記可変距離を測定するように配置される、砂型造型機。
前記基準パターンブロック（２４、２５）は、互いに重なって嵌め込まれた少なくとも２つの四角錐台ピラミッド（４７、４８、４９）から組み合わせた要素（４６）の４分の１の形状を有し、低い方に位置する四角錐台ピラミッドの頂部が高い方に位置する四角錐台ピラミッドの底に一致し、前記４分の１を形成するために、前記要素（４６）はその中心線に沿って、前記四角錐台ピラミッド（４７、４８、４９）の隣接する横表面の対称線（５０）を通って分割されている、請求項１から１２のいずれか一項に記載の砂型造型機。
コンピュータシステム（２３）が、前記固められた砂型部品と前記非接触距離測定装置（３９）との間の前記変位方向（８２）での前記相対変位の際に、いくつかの距離測定値を前記非接触距離測定装置（３９）から受信するように適合され、前記コンピュータシステム（２３）は前記受信された距離測定値に基づいてカーブフィッティングを実行し、それにより、座標系におけるいくつかの直線の各位置を推定するように適合され、各直線は、断面で見た前記基準パターン（２８、２９、３０、３１、８１）の前記少なくとも２つの平面（ｌ、ｍ、ｎ）のそれぞれ１つを表し、前記コンピュータシステム（２３）は、そのような直線の間の１つまたは複数の交点（Ａ、Ｂ）の１つまたは複数の位置を計算するように適合される、砂型造型機。
いくつかの非接触距離測定装置（３９）を含む組が、前記固められた砂型部品（２）の前記移動経路（１７）を少なくとも部分的に囲む測定ブーム（４１、８０）に取り付けられ、前記組は、少なくとも、第１の方向の距離を測定するように配置された非接触距離測定装置（３９）と、前記第１の方向とは異なる第２の方向の距離を測定するように配置された非接触距離測定装置（３９）とを含む、請求項１から１４のいずれか一項に記載の砂型造型機。
前記チャンバ端壁（７、８）のそれぞれに、砂型部品（２）にパターンを形成するように適合されたパターン（１２、１３）を有するパターンプレート（１０、１１）が設けられ、コンベヤ（１６）が、整列し相互に当接する構成のいくつかの固められた砂型部品（２）を、前記成形チャンバ（３）の前記長手方向に対応する搬送方向（Ｄ）の移動経路（１７）に沿って進行させるように適合される、請求項１から１５のいずれか一項に記載の砂型造型機。
非接触距離測定装置（３９）が固定的に配置され、位置センサ（５５）が、前記固められた砂型部品と前記非接触距離測定装置（３９）との間の前記相対位置の前記測定を、前記固められた砂型部品（２）の前記搬送方向（Ｄ）の位置の形態で行うように適合され、前記位置センサ（５５）は、いわゆる自動鋳型コンベヤ（ＡｕｔｏｍａｔｉｃＭｏｕｌｄＣｏｎｖｅｙｏｒ：ＡＭＣ）、いわゆる精密鋳型コンベヤ（ＰｒｅｃｉｓｉｏｎＭｏｕｌｄＣｏｎｖｅｙｏｒ：ＰＭＣ）、またはいわゆる同期ベルトコンベヤ（ＳｙｎｃｈｒｏｎｉｚｅｄＢｅｌｔＣｏｎｖｅｙｏｒ：ＳＢＣ）に連結される、請求項１６に記載の砂型造型機。
非接触距離測定装置（３９）の組が、前記固められた砂型部品の前記移動経路（１７）に沿って配置され、前記組は、砂型部品（２）の左上角部の基準パターン（２８、２９）までの、少なくとも実質的に垂直な方向の距離および少なくとも実質的に水平な方向の距離をそれぞれ測定するように配置された２つの非接触距離測定装置（３９）と、砂型部品（２）の右上角部の基準パターン（２８、２９）までの、少なくとも実質的に垂直な方向の距離および少なくとも実質的に水平な方向の距離をそれぞれ測定するように配置された２つの非接触距離測定装置（３９）と、砂型部品（２）の左下角部の、またはその上方の基準パターン（３０、３１）までの少なくとも実質的に水平方向の距離を測定するように配置された１つの非接触距離測定装置（３９）と、砂型部品（２）の右下角部の、またはその上方の基準パターン（３０、３１）までの少なくとも実質的に水平方向の距離を測定するように配置された１つの非接触距離測定装置（３９）とを含む、請求項１６または１７に記載の砂型造型機。
２つの成形チャンバがマッチプレートによって分離され、前記砂型造型機が、前記２つの成形チャンバ内のそれぞれの２つの砂型部品（７６、７７）を同時に圧縮し、続いて前記マッチプレートを取り外し、前記２つの砂型部品（７６、７７）を互いに重ねて位置させて完全な砂型を形成するように適合され、前記非接触距離測定装置（３９）は、互いに重なって位置する前記２つの砂型部品（７６、７７）の前記基準パターン（８１）までの前記可変距離を測定するように配置される、請求項１から１５のいずれか一項に記載の砂型造型機（７５）。
溶融注入装置（２２）が、前記移動経路（１７）に沿って前記搬送方向（Ｄ）に自動的に位置するように適合され、コンピュータシステム（２３）が、前記砂型造型機（１）と前記溶融注入装置（２２）との間に位置する砂型部品（２）に関連付けられる曲線に関連する少なくとも１つの基準点（Ｃ）の、計算された１つまたは複数の位置に基づいて、前記溶融注入装置（２２）の前記位置を制御するように適合される、請求項１６から１８のいずれか一項に記載の砂型造型機（１）を備える鋳物製造ライン（２１）。
いくつかの非接触距離測定装置（３９）を含む組が、前記砂型造型機（１、７５）の直後、溶融注入装置（２２）の直前、および溶融注入装置（２２）の直後のうちの１つまたは複数の位置において、前記固められた砂型部品（２、７６、７７、８５）の前記移動経路（１７）に隣接して配置される、請求項１から１９のいずれか一項に記載の砂型造型機（１、７５）を含む鋳物製造ライン（２１）。
コンピュータシステム（２３）が、曲線に関連する少なくとも２つの基準点（Ｃ）の計算された位置に基づいて溶融物の注入を停止するように溶融注入装置（２２）を制御するように適合され、前記少なくとも２つの基準点（Ｃ）は、相互に当接する構成で位置する２つの砂型部品（２、７６、７７、８５）のそれぞれに関連付けられる、請求項１から１９のいずれか一項に記載の砂型造型機（１、７５）を備える鋳物製造ライン（２）。
砂型部品（２、７６、７７、８５）の製造方法であって、充填作業中の成形チャンバ（３）が砂で満たされ、前記砂がその後固められ、前記成形チャンバ（３）は、チャンバ頂壁（４）と、チャンバ底壁（５）と、２つの対向するチャンバ側壁（６）と、２つの対向するチャンバ端壁（７、８）とから形成され、前記成形チャンバ（３）は、チャンバ壁に設けられた少なくとも１つの砂充填口（９）を介して砂で満たされ、鋳型または鋳型部品（２、７６、７７、８５）には、パターンを有するパターンプレート（１０、１１）が設けられた前記チャンバ端壁（７、８）の少なくとも１つによってパターンが設けられ、少なくとも一つの前記チャンバ端壁（７、８）を前記成形チャンバ（３）の長手方向（ＬＤ）に変位させることによって前記成形チャンバ（３）の内部で砂が固められ、少なくとも１つの前記パターンプレート（１０、１１）に関連付けられ、かつ少なくとも１つの前記パターンプレート（１０、１１）に対して一定の関係で位置する少なくとも１つの基準パターンブロック（２４、２５、２６、２７）によって、基準パターン（２８、２９、３０、３１、８１、８６、９０）が砂型部品（２、７６、７７、８５）の外面（３２、３３、３４、３５、３６）に形成され、前記固められた砂型部品（２、７６、７７、８５）の移動経路（１７）に隣接して配置された非接触検出システムによって、前記砂型部品（２、７６、７７、８５）の前記基準パターン（２８、２９、３０、３１、８１、８６、９０）のパターン面の位置が検出される、製造方法において、前記少なくとも１つの基準パターンブロック（２４、２５、２６、２７）が、前記成形チャンバ（３）の前記長手方向（ＬＤ）に対応する前記砂型部品（２、７６、７７、８５）の長手方向（ｌｄ）に変化する接線を有するパターン面を含む、対応する基準パターン（２８、２９、３０、３１、８１、８６、９０）を形成し、前記非接触検出システム（３９）は、前記砂型部品（２、７６、７７、８５）の前記長手方向において前記基準パターン（２８、２９、３０、３１、８１、８６、９０）の前記パターン面に分布するいくつかの異なる点の位置を検出し、前記砂型部品（２、７６、７７、８５）の前記長手方向の前記接線が前記点の少なくとも２つの間で異なる、砂型部品（２、７６、７７、８５）の製造方法。
前記少なくとも１つの基準パターンブロック（２４、２５、２６、２７）が、前記成形チャンバ（３）の前記長手方向に交互に続く少なくとも２つの平面（ｌ、ｍ、ｎ）を含む基準パターン（２８、２９、３０、３１、８１）を形成し、各平面（ｌ、ｍ、ｎ）は、前記平面（ｌ、ｍ、ｎ）の別の１つに対して斜角で配置される、請求項２３に記載の砂型部品の製造方法。