JP2019141898A - キャビティ部のずれによる不良を防止する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】パターンキャリア（キャリアプレート）と鋳枠とのずれと上下鋳枠のずれを計測して、キャビティ部のずれによる不良を防止する方法を提供すること。【解決手段】上鋳枠用キャリアプレート１３０と組み合わされる上鋳枠１１０と下鋳枠用キャリアプレート１４０と組み合わされる下鋳枠１２０を用いる鋳枠付き鋳型の造型においてキャビティ部のずれによる不良を防止する方法は、上鋳枠用キャリアプレート１３０と上鋳枠１１０のずれを計測する工程と、下鋳枠用キャリアプレート１４０と下鋳枠１２０のずれを計測する工程と、枠合せされた上鋳枠１１０と下鋳枠１２０とのずれを計測する工程と、上鋳枠用キャリアプレート１３０と上鋳枠１１０のずれと下鋳枠用キャリアプレート１４０と下鋳枠１２０のずれと枠合せされた上鋳枠１１０と下鋳枠１２０とのずれから、キャビティ部のずれを求め許容範囲内であるかを判定する工程とを備える。【選択図】図１２ａ

Description

本発明は、鋳物の製作におけるキャビティ部のずれによる不良を防止する方法に関する。特に、キャビティ部のずれを推定して、ずれによる不良を防止する方法に関する。

鋳物工場において、鋳型を造型する造型ライン、特に枠付き鋳型の造型ラインでは、パターンを載置するパターンキャリア（キャリアプレート）と、鋳枠とを、上鋳枠用及び下鋳枠用にそれぞれ組み合わせ、鋳枠とキャリアプレートとスクイズボードにより形成される造型空間に鋳物砂を充填して上鋳型と下鋳型を別々に造型した後、上鋳枠と下鋳枠を枠合わせする。そして、上下鋳型に注湯することにより鋳物が製造される。

パターンキャリアと鋳枠とを組み合わせるときに位置ずれを生ずると、鋳枠に対して、注湯されて鋳物が製造される空間であるキャビティ部の位置がずれ、結果として上下鋳枠を枠合せしたときに、上鋳型のキャビティ部と下鋳型のキャビティ部にずれを生ずる。なお、本書で「キャビティ部のずれ」という場合は、特に断りのない限り、上鋳型のキャビティ部と下鋳型のキャビティ部との間のずれを指す。また、上下鋳枠を枠合わせするときに上下鋳枠の間に位置ずれを生ずると、上下鋳型でのぞれぞれのキャビティ部が所定の位置にあっても、上下鋳枠のずれにより上下鋳型にずれを生じ、結果としてキャビティ部にずれを生ずる。キャビティ部にずれがあると、不良の鋳物製品となる。そこで、パターンキャリアと鋳枠にピンとブッシュを設け、ピンをブッシュに嵌合することによりパターンキャリアと鋳枠および上下の鋳枠のずれを防止する対策を取ることが知られている。

しかし、パターンキャリアや鋳枠は何度も再利用されるために、ピンあるいはブッシュが摩耗し、そのためにずれが生じやすくなることがある。そこで、造型情報を分析するために、鋳枠のピンとブッシュの摩耗量を検出してネットワークを介して送信し、造型ラインの運転の際に検出された摩耗量をモニタすることが提案されている（特許文献１参照）。

特開２００１−３２１９２７号公報

しかし、鋳枠のピンやブッシュの摩耗は、均質に生ずるとは限らず、摩耗すれば必ずキャビティ部にずれが生ずるとは限らない。

そこで、本発明は、パターンキャリアと鋳枠とのずれと上下鋳枠のずれを計測して、キャビティ部のずれによる不良を防止する方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様に係るキャビティ部のずれによる不良を防止する方法は、例えば図２、３、９、１２に示すように、上鋳枠用キャリアプレート１３０と組み合わされる上鋳枠１１０と下鋳枠用キャリアプレート１４０と組み合わされる下鋳枠１２０を用いる枠付き鋳型の造型においてキャビティ部のずれによる不良を防止する方法であって、上鋳枠用キャリアプレート１３０と上鋳枠１１０のずれを計測する工程と；下鋳枠用キャリアプレート１４０と下鋳枠１２０のずれを計測する工程と；枠合せされた上鋳枠１１０と下鋳枠１２０とのずれを計測する工程と；上鋳枠用キャリアプレート１３０と上鋳枠１１０のずれと下鋳枠用キャリアプレート１４０と下鋳枠１２０のずれと枠合せされた上鋳枠１１０と下鋳枠１２０とのずれから、キャビティ部１００のずれを求め許容範囲内であるかを判定する工程とを備える。

このように構成すると、上下鋳枠用キャリアプレートと上下鋳枠とのずれの計測と、枠合せされた上下鋳枠のずれの計測とに基づき、キャビティ部のずれを求め許容範囲内であるかを判定するので、キャビティ部のずれによる不良を防止することができる。

本発明の第２の態様に係るキャビティ部のずれによる不良を防止する方法においては、例えば図２、３、９、１２に示すように、上鋳枠用キャリアプレート１３０と上鋳枠１１０とは、オス位置決め治具１１２とメス位置決め治具１３２にて互いに位置決めされ、下鋳枠用キャリアプレート１４０と下鋳枠１２０とは、オス位置決め治具１４２とメス位置決め治具１２２にて互いに位置決めされ、上鋳枠１１０と下鋳枠１２０の枠合せは、オス位置決め治具１１２とメス位置決め治具１２２にて互いに位置決めされてもよい。このように構成すると、上下鋳枠と上下鋳枠用キャリアプレートおよび上下鋳枠の位置決めが、オス位置決め治具とメス位置決め治具を用いて位置決めされるので、ずれを生じにくく、キャビティ部のずれによる不良を防止することができる。

本発明の第３の態様に係るキャビティ部のずれによる不良を防止する方法においては、例えば図５〜７に示すように、上鋳枠用キャリアプレート１３０、上鋳枠１１０、下鋳枠用キャリアプレート１４０および下鋳枠１２０のオス位置決め治具１１２、１４２またはメス位置決め治具１２２、１３２の摩耗量を計測する工程をさらに備えてもよい。このように構成すると、オス位置決め治具またはメス位置決め治具の摩耗量を計測するので、ずれが摩耗により生じたものであるかが分かる。

本発明の第４の態様に係るキャビティ部のずれによる不良を防止する方法においては、例えば図５〜７に示すように、摩耗量を計測する工程では、オス位置決め治具１１２、１４２の外周またはメス位置決め治具１２２、１３２の内周を計測してもよい。このように構成すると、オス位置決め治具の外周またはメス位置決め治具の内周を計測して摩耗量を計測するので、偏摩耗していても正しく摩耗量を計測することができる。

本発明の第５の態様に係るキャビティ部のずれによる不良を防止する方法においては、例えば図１２に示すように、オス位置決め治具１１２、１４２またはメス位置決め治具１２２、１３２の摩耗量が、許容範囲内にないときに警告を発する工程をさらに備えてもよい。このように構成すると、オス位置決め治具またはメス位置決め治具の摩耗量が許容範囲を越えた場合には警告が発せられるので、摩耗量が大きな状態であることが把握できる。

本発明の第６の態様に係るキャビティ部のずれによる不良を防止する方法においては、例えば図１２に示すように、枠付き鋳型の造型ラインのメンテナンス時にオス位置決め治具１１２またはメス位置決め治具１２２の交換対象となる鋳枠を把握できるようにするために、オス位置決め治具１１２またはメス位置決め治具１２２の摩耗量を、該オス位置決め治具１１２またはメス位置決め治具１２２を有する上鋳枠１１０あるいは下鋳枠１２０に関連付ける工程をさらに備えてもよい。このように構成すると、オス位置決め治具またはメス位置決め治具が摩耗している上下鋳枠を容易に把握できるので、効率よく交換、点検作業を行うことができる。

本発明の第７の態様に係るキャビティ部のずれによる不良を防止する方法においては、例えば図１２に示すように、計測したオス位置決め治具１１２、１４２の外周およびメス位置決め治具１２２、１３２の内周の値に基づいて把握した各々の形状と、計測した上鋳枠用キャリアプレート１３０と上鋳枠１１０のずれ、下鋳枠用キャリアプレート１４０と下鋳枠１２０のずれ、または、枠合せされた上鋳枠１１０と下鋳枠１２０とのずれのうちの少なくとも一つとを比較する工程をさらに備えてもよい。このように構成すると、オス位置決め治具およびメス位置決め治具の形状とずれとの比較から、ずれの計測結果の妥当性を判断することが可能となる。

本発明によれば、上鋳枠用キャリアプレートと上鋳枠のずれを計測する工程と、下鋳枠用キャリアプレートと下鋳枠のずれを計測する工程と、枠合せされた上鋳枠と下鋳枠とのずれを計測する工程と、上鋳枠用キャリアプレートと上鋳枠のずれと下鋳枠用キャリアプレートと下鋳枠のずれと枠合せされた上鋳枠と下鋳枠とのずれから、キャビティ部のずれを求め許容範囲内であるかを判定する工程とを備えるので、上下鋳枠とキャリアプレートとのずれの計測と、枠合せされた上下鋳枠のずれの計測とに基づき、キャビティ部のずれを求め許容範囲内であるかを判定し、キャビティ部のずれによる不良を防止することができる。

造型ラインを説明する平面図である。 造型機における上鋳枠の造型空間を形成したところを示す部分断面側面図である。 造型機における下鋳枠の造型空間を形成したところを示す部分断面側面図である。 造型機におけるキャリアプレートと鋳枠とのずれを測定するところを示す部分平面図である。 上鋳枠のピン（オス位置決め治具）の摩耗量を測定するところを示す側面図である。 上鋳枠のピン（オス位置決め治具）の摩耗量を測定するところを示す側面図であって、図５とは直交する方向から見た図である。 下鋳枠のブッシュ（メス位置決め治具）の摩耗量を測定するところを示す側面図である。 下鋳枠のブッシュ（メス位置決め治具）の摩耗量を測定するところを示す側面図であって、図７とは直交する方向から見た図である。 枠合せ装置で上下鋳枠を枠合わせし、上鋳枠と下鋳枠のずれを測定するところを示す側面図である。 枠合せ装置で上下鋳枠を枠合わせし、上鋳枠と下鋳枠のずれを測定するところを示す側面図であって、図９とは直交する方向から見た図である。 枠合せ装置で上下鋳枠を枠合せし、上鋳枠と下鋳枠のずれを測定するところを示す平面図であって、図９のＡ−Ａ矢視図である。 型ずれによる不良を防止する方法のフロー図である。なお、一のフロー図を（ａ）〜（ｃ）の３枚に分割して示す。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、互いに同一または相当する装置には同一符号を付し、重複した説明は省略する。先ず図１を参照して、鋳型を造型する造型ラインの一例について説明する。例示の造型ライン１は、枠付きの上下鋳型を交互に造型する。図中、白抜き矢印は鋳型あるいは鋳枠の搬送方向を示す。なお、他の図においても同様である。

造型ライン１には、鋳物砂から鋳型を造型する造型機１０と、鋳型に溶湯を注湯する注湯機３０と溶湯が冷却固化されて鋳物になった後に、鋳型を崩壊させて鋳物と鋳物砂とを分離する鋳型ばらし装置４０とが配置される。各装置１０、３０、４０間で鋳型は、図示されないローラコンベヤにより、もしくは定盤台車５０に載置されて、搬送される。定盤台車５０は、複数に平行に配置されたレール（不図示）上に並んでいる。一列に並んだ定盤台車５０は、押出側端部に配置されたプッシャ５２で押されることにより、並んだ一列の定盤台車５０、すなわち上下鋳型１００が鋳型一つ分の距離を搬送される。なお、一列に並んだ定盤台車５０の搬出側端部には、プッシャ５２の押出しに合せて収縮するクッション５４を備えて、搬送される一列の定盤台車５０を両側から挟むと、搬送中の定盤台車５０が安定するので好ましい。

一列に並んだ定盤台車５０の先頭と後尾の位置に、定盤台車５０を平行する隣のレール（不図示）に移送するためのトラバーサ５６が配置される。一列の後尾に至った定盤台車５０は、トラバーサ５６により隣接するレール側の先頭の位置に移送される。

造型ライン１には、造型機１０で造型された鋳型（この時点では、上鋳型と下鋳型の２つ）の上下を反転（枠送り方向を回転軸として反転）してキャビティ部を上方に向ける反転機８２が配置される。造型ライン１には、上鋳型および下鋳型の反キャビティ面の余分な砂を取り除くサンドカッタ８４がさらに配置される。なお、サンドカッタ８４は下鋳型だけを処理することでもよい。造型ライン１には、上鋳型に湯口を成形する湯口成形機８６がさらに配置される。造型ライン１には、上鋳型をキャビティ部を下向きにして、下鋳型に重ねるために、上鋳型を再反転（枠送り方向を回転軸として反転）する上鋳枠再反転機８８が配置される。さらに造型ライン１には、枠合せ装置２０が配置され、下鋳型を定盤台車５０に載置し、上鋳枠再反転機８８で再反転された上鋳型を下鋳型に重ねて、上下鋳型１００を形成する。

造型ライン１で搬送される上下鋳型１００に注湯機３０から注湯する。注湯された上下鋳型１００は、一定の距離を搬送され、一定の時間をかけて搬送される間に注湯された溶湯は冷却固化して鋳物となる。溶湯が冷却固化した上下鋳型１００は、鋳型ばらし装置４０で上鋳枠と下鋳枠（合せて「鋳枠」とも言う。）から抜き出され、崩壊され、鋳物が取り出されると共に、鋳物砂は砂処理装置（不図示）に送られる。鋳枠は、鋳枠分離装置４２で上鋳枠と下鋳枠が交互に並べられ、再び造型機１０に送られる。

次に、図２および図３を参照して、造型機１０での鋳型の造型について説明する。図２は、造型機１０内で上鋳枠１１０の造型空間を形成したところを示す部分断面図である。上鋳枠用パターン１３４が固定された上鋳枠用パターンプレート１３６が上鋳枠用キャリアプレート１３０上に固定されている。その上に、上鋳枠１１０が重ねられる。なお、本実施の形態では、上鋳枠用キャリアプレート１３０は、パターンプレート１３６の周囲を包囲し、上下摺動する枠状の上鋳枠用レベリングフレーム１３８を備えている。上鋳枠用レベリングフレーム１３８の下部には複数のガイドピン１３９が連結されており、ガイドピン１３９は上鋳枠用キャリアプレート１３０の本体に上下摺動可能に挿入されている。上鋳枠用レベリングフレーム１３８はガイドピン１３９を介して図示されない昇降シリンダにより昇降されるようになっている。上鋳枠用キャリアプレート１３０のメス位置決め治具である上鋳枠用キャリアプレートブッシュ１３２は、上鋳枠用レベリングフレーム１３８に装着されている。上鋳枠用キャリアプレートブッシュ１３２に、上鋳枠１１０のオス位置決め治具である上鋳枠ピン１１２が挿入されることにより、上鋳枠用キャリアプレート１３０と上鋳枠１１０との位置ずれが防止される。しかし、繰り返しの使用により、上鋳枠ピン１１２、上鋳枠用キャリアプレートブッシュ１３２が摩耗してずれを生ずることがある。

典型的には、上鋳枠用キャリアプレートブッシュ１３２は円形断面の穴であり、上鋳枠ピン１１２は先端に行くほどに径が小さくなる円形断面の軸である。上鋳枠ピン１１２が上鋳枠用キャリアプレートブッシュ１３２に挿入されることにより、上鋳枠ピン１１２の所定の部分が、上鋳枠用キャリアプレートブッシュ１３２にガタを生じないように嵌まるのが好ましい。だたし、上鋳枠用キャリアプレートブッシュ１３２と上鋳枠ピン１１２の形状はこれらには限定されず、断面は楕円、矩形、多角形など任意の形状でよく、上鋳枠用キャリアプレートブッシュ１３２に上鋳枠ピン１１２が挿入され、ガタを生じないように嵌まればよい。また、上鋳枠用キャリアプレートブッシュ１３２は、上鋳枠用キャリアプレート１３０から突出した部分に装着されてもよい。なお、ここで述べた上鋳枠用キャリアプレートブッシュ１３２と上鋳枠ピン１１２の形状は、他のメス位置決め治具（ブッシュ）およびオス位置決め治具（ピン）にも適用される。

上鋳枠１１０の上部に盛枠１８が重ねられ、盛枠１８の内部にスクイズボード１６が挿入される。スクイズボード１６には砂充填ノズル１４が形成され、スクイズボード１６上方の砂充填ホッパ１９内の鋳物砂（不図示）を上鋳枠１１０の造型空間に供給できる。上鋳枠１１０の造型空間に鋳物砂が供給されると、スクイズボード１６が下降し、上鋳枠用パターンプレート１３６との間で鋳物砂をスクイズし、鋳型を造型する。その際に、上鋳枠用パターン１３４の部分が空隙となり、上鋳枠１１０と下鋳枠１２０を枠合せしたときに製品となる部分（上鋳型のキャビティ部）が形成され、その部分に溶湯が注湯されることで鋳物が製造される。なお、スクイズする際に、上鋳枠用レベリングフレーム１３８が下降することにより、鋳物砂が上鋳枠用パターンプレート１３６側からもスクイズされるという利点がある。

図３は、造型機１０内で下鋳枠１２０の造型空間を形成したところを示す部分断面図である。下鋳枠用パターン１４４が固定された下鋳枠用パターンプレート１４６が下鋳枠用キャリアプレート１４０上に固定されている。その上に、下鋳枠１２０が重ねられる。上鋳枠用キャリアプレート１３０と同様に、下鋳枠用キャリアプレート１４０は、枠状の下鋳枠用レベリングフレーム１４８を備えており、複数のガイドピン１４９が連結されて昇降されるようになっている。下鋳枠用キャリアプレート１４０のオス位置決め治具である下鋳枠用キャリアプレートピン１４２は、下鋳枠用レベリングフレーム１４８に固定されている。下鋳枠用キャリアプレートピン１４２が、下鋳枠１２０のメス位置決め治具である下鋳枠ブッシュ１２２に挿入されることにより、下鋳枠用キャリアプレート１４０と下鋳枠１２０との位置ずれが防止されるが、上述の通りにずれが生ずることがある。

下鋳枠１２０の上部に盛枠１８が重ねられ、盛枠１８の内部にスクイズボード１６が挿入される。スクイズボード１６には砂充填ノズル１４が形成され、スクイズボード１６上方の砂充填ホッパ１９内の鋳物砂（不図示）を下鋳枠１２０の造型空間に供給できる。下鋳枠１２０の造型空間に鋳物砂が供給されると、スクイズボード１６が下降し、下鋳枠用パターンプレート１４６との間で鋳物砂をスクイズし、鋳型を造型する。その際に、下鋳枠用パターン１４４の部分が空隙となり、上鋳枠１１０と下鋳枠１２０を枠合せしたときに製品となる部分（下鋳型のキャビティ部）が形成され、その部分に溶湯が注湯されることで鋳物が製造される。なお、スクイズする際に、下鋳枠用レベリングフレーム１４８が下降することにより、鋳物砂が下鋳枠用パターンプレート１４６側からもスクイズされるという利点がある。造型機１０では、上鋳型と下鋳型とを交互に造型する。

造型機１０には、上鋳枠用キャリアプレート１３０と上鋳枠１１０、あるいは、下鋳枠用キャリアプレート１４０と下鋳枠１２０のずれを検知するためのセンサ１２が配置される。センサ１２として用いるセンサは、レーザ変位センサ、赤外線変位センサ、接触式変位センサ等、公知の変位センサでよい。パターンの位置の測定が困難であることから、キャリアプレートと鋳枠の位置を測定して、パターンと鋳枠とのずれとする。上鋳枠用キャリアプレート１３０と上鋳枠１１０、あるいは、下鋳枠用キャリアプレート１４０と下鋳枠１２０のずれの検知は、通常、造型前に行うが、スクイズ後にもずれを検知してもよい。スクイズによりキャリアプレートと鋳枠がずれる可能性もある。スクイズの前後でずれを測定すれば、上下鋳枠用キャリアプレートブッシュ１３２およびピン１４２、上下鋳枠のピン１１２およびブッシュ１２２のどちらかまたは両方が摩耗していることが分かる。

図４の平面図に示すように、センサ１２は鋳枠用に３台配置される。同様にキャリアプレート用にも３台配置される。なお、３台のセンサが上下に移動して、鋳枠とキャリアプレートの両方を測定してもよい。センサ１２が３台ずつ配置されることにより、鋳枠あるいはキャリアプレートまでの３点の距離が測定できる。ここで、３個の変位センサ１２の座標は既知であるので、鋳枠の３点の座標とキャリアプレートの３点の座標が得られる。鋳枠とキャリアプレートの形状はそれぞれ既知であるので、３点の座標が得られると、それぞれの中心位置と水平方向の回転角を算定できる。算定された中心位置と水平方向の回転角のずれ、あるいは、中心位置と水平方向の回転角から算定した鋳枠とキャリアプレートの隅点の座標のずれから、鋳枠とキャリアプレートのずれを判定することができる。そして、鋳枠の形状およびキャリアプレートの形状は既知であるので、鋳枠とキャリアプレートのずれを正確に計測することが可能となる。

鋳枠とキャリアプレートとは、上鋳枠ピン１１２が上鋳枠用キャリアプレートブッシュ１３２に挿入されることにより、また、下鋳枠用キャリアプレートピン１４２が、下鋳枠ブッシュ１２２に挿入されることにより、ずれが生じることを防止されている。しかし、繰り返しの使用により、上鋳枠ピン１１２、上鋳枠用キャリアプレートブッシュ１３２、下鋳枠用キャリアプレートピン１４２、下鋳枠ブッシュ１２２が摩耗してずれを生ずることがある。

そこで、ピンやブッシュの摩耗を計測する。図５および図６は、上鋳枠ピン１１２の摩耗量をピン摩耗量計測装置６０で計測するところを示す側面図である。上鋳枠ピン１１２は、上鋳枠１１０に２本備えられるのが一般的であるので、ここでは２本の上鋳枠ピン１１２の摩耗量を２基のピン摩耗量計測装置６０で計測するものとするが、ピンの数は２本には限られず、ピン摩耗量計測装置６０の数も２基に限られない。ピン摩耗量計測装置６０では、例えば上部が開放されたセンサ保持具６４内に上鋳枠ピン１１２が位置する。上鋳枠ピン１１２とセンサ保持具６４とは同心に位置するのが好ましい。センサ保持具６４の所定の高さに、上鋳枠ピン１１２の表面の座標を計測するセンサ６２が設置される。ここで、所定の高さとは、上鋳枠ピン１１２が上鋳枠用キャリアプレートブッシュ１３２あるいは下鋳枠ブッシュ１２２と嵌合する部分を計測する高さである。図６では、１つのセンサ保持具６４に２つのセンサ６２が示されるがセンサ６２の数は１つでも３つ以上でもよい。センサ６２として用いるセンサは、レーザ変位センサ、赤外線変位センサ、接触式変位センサ等、公知の変位センサでよい。センサ保持具６４は、ロータリアクチュエータ６６に支持され、上鋳枠ピン１１２を中心に回転する。ロータリアクチュエータ６６は計測装置保持具６８により固定される。

ピン摩耗量計測装置６０によれば、センサ保持具６４が上鋳枠ピン１１２を中心に回転することにより、センサ６２により上鋳枠ピン１１２外面の全周の座標を測定することができる。すなわち、上鋳枠ピン１１２の全周での摩耗量を測定することができる。そこで、例えば最大摩耗量を上鋳枠ピン１１２の摩耗量とする。あるいは、測定した摩耗量の平均値または任意の位置の摩耗量を用いてもよい。計測した摩耗量は、上鋳枠１１０に関連付けて記憶することが好ましい。

図７および図８は、下鋳枠１２０の下鋳枠ブッシュ１２２の摩耗量をブッシュ摩耗量計測装置７０で計測するところを示す側面図である。ここでは、下鋳枠ブッシュ１２２は、上鋳枠ピン１１２に合せて２個を備えるものとし、ブッシュ摩耗量計測装置７０も２基備えるものとするが、ブッシュの数は２個には限られず、ブッシュ摩耗量計測装置７０の数も２基に限られない。ブッシュ摩耗量計測装置７０では、下鋳枠ブッシュ１２２の内面を計測するように向けられたセンサ７２がセンサ保持部７４に支持される。センサ７２として用いるセンサは、レーザ変位センサ、赤外線変位センサ、接触式変位センサ等、公知の変位センサでよい。変位センサを用いるので、下鋳枠ブッシュ１２２の斜め下方に配置されたセンサ７２は、斜め上方の下鋳枠ブッシュ１２２の内面を計測する。センサ保持部７４は、ロータリアクチュエータ７６に支持され、下鋳枠ブッシュ１２２を中心に回転する。すなわち、ロータリアクチュエータ７６は下鋳枠ブッシュ１２２の直下に計測装置保持具７８により固定される。

ブッシュ摩耗量計測装置７０によれば、センサ保持具７４が下鋳枠ブッシュ１２２を中心に回転することにより、センサ７２により下鋳枠ブッシュ１２２内面の全周の座標を測定することができる。すなわち、下鋳枠ブッシュ１２２の全周での摩耗量を測定することができる。そこで、例えば最大摩耗量を下鋳枠ブッシュ１２２の摩耗量とする。あるいは、測定した摩耗量の平均値または任意の位置の摩耗量を用いてもよい。計測した摩耗量は、下鋳枠１２０に関連付けて記憶することが好ましい。

上鋳枠ピン１１２の摩耗量や下鋳枠ブッシュ１２２の摩耗量の計測は、図１に示す鋳枠の位置Ｐ１およびＰ２で行われるのがよい。すなわち、ピン摩耗量計測装置６０およびブッシュ摩耗量計測装置７０は、造型機１０の上流側に配置されるのがよい。

下鋳枠用キャリアプレート１４０について、図５および図６を用いて説明した上鋳枠ピン１１２と同様の方法で下鋳枠用キャリアプレートピン１４２の摩耗量を計測する。また、上鋳枠用キャリアプレート１３０については、図７および図８を用いて説明した下鋳枠ブッシュ１２２と同様の方法で上鋳枠用キャリアプレートブッシュ１３２の摩耗量を計測する。下鋳枠用キャリアプレートピン１４２および上鋳枠用キャリアプレートブッシュ１３２の摩耗量の計測は、図１に示す鋳型の流れの外（造型機１０の外）、すなわち、上鋳枠用キャリアプレート１３０および下鋳枠用キャリアプレート１４０を造型機１０に搬入する前に行うとよい。計測した摩耗量は、下鋳枠用キャリアプレート１４０あるいは上鋳枠用キャリアプレート１３０に関連付けて記憶することが好ましい。

図９および図１０に枠合せ装置２０で上鋳枠と下鋳枠を枠合せするところを示す。造型機１０で交互に造型された上鋳枠と下鋳枠は、反転機８２、サンドカッタ８４、湯口成形機８６および上鋳枠再反転機８８で処理された後、枠合せ装置２０で枠合せされる。枠合せ装置２０では、昇降リフタ２２により、トラバーサ５６上に載置された定盤台車５０上に、キャビティ部を上方に向けた下鋳型を内蔵する下鋳枠１２０を載置する。次に、昇降リフタ２２により、上鋳枠再反転機８８でキャビティ部を下方に向けるようにされた上鋳型を内蔵する上鋳枠１１０を下鋳枠１２０上に重ねる。上鋳枠１１０のオス位置決め治具である上鋳枠ピン１１２が、下鋳枠１２０のメス位置決め治具である下鋳枠ブッシュ１２２に挿入されることにより上鋳枠１１０と下鋳枠１２０との位置ずれが防止される。しかし、繰り返しの使用により、上鋳枠ピン１１２あるいは下鋳枠ブッシュ１２２が摩耗してずれを生ずることがある。

そこで、枠合せ装置２０には、上鋳枠１１０と下鋳枠１２０のずれを検知するためのセンサ２６が配置される。センサ２６として用いるセンサは、レーザ変位センサ、赤外線変位センサ、接触式変位センサ等、公知の変位センサでよい。センサ２６は、センサ保持具２８に上下２段で保持される。センサ保持具２８は架台２４に支持される。しかし、１段のセンサ２６が上下に昇降することで、上鋳枠１１０と下鋳枠１２０とを測定してもよい。この場合には、センサ保持具２８を架台２４に対し昇降するように構成すればよい。

図１１の平面図に示すように、センサ２６は上鋳枠１１０用に３台配置される。同様に下鋳枠１２０用にも３台配置される。なお、３台のセンサが上下に移動して、上鋳枠１１０と下鋳枠１２０との両方を測定してもよい。センサ２６が３台ずつ配置されることにより、上鋳枠１１０あるいは下鋳枠１２０までの３点の距離が測定できる。ここで、３個の変位センサ２６の座標は既知であるので、上鋳枠１１０の３点の座標と下鋳枠１２０の３点の座標が得られる。上鋳枠１１０と下鋳枠１２０の形状はそれぞれ既知であるので、３点の座標が得られると、それぞれの中心位置と水平方向の回転角を算定できる。算定された中心位置と水平方向の回転角のずれ、あるいは、中心位置と水平方向の回転角から算定した上鋳枠１１０と下鋳枠１２０の隅点の座標のずれから、上鋳枠１１０と下鋳枠１２０のずれを判定することができる。そして、上鋳枠１１０と下鋳枠１２０の形状は既知であるので、上鋳枠１１０と下鋳枠１２０のずれを正確に計測することが可能となる。

次に図１２のフロー図を参照して、キャビティ部のずれの推定とずれによる不良の防止方法について説明する。なお、一のフロー図を（ａ）〜（ｃ）の３枚に分割し、接続する点を丸で囲んだ数字で示す。先ず、図５〜８を用いて説明したように、上鋳枠ピン１１２、下鋳枠ブッシュ１２２、上鋳枠用キャリアプレートブッシュ１３２および下鋳枠用キャリアプレートピン１４２の摩耗量を計測する（Ｓ１１）。計測した摩耗量は、上鋳枠１１０、下鋳枠１２０、上鋳枠用キャリアプレート１３０および下鋳枠用キャリアプレート１４０に関連付けて記憶される。例えば、造型ライン用の制御装置（不図示）に記憶される。

次に、図２〜４を用いて説明したように、造型機１０にて、上鋳枠１１０と上鋳枠用キャリアプレート１３０とのずれＸ、Ｙ（Ｘ、Ｙは直交する水平２方向でのずれ）と、下鋳枠１２０と下鋳枠用キャリアプレート１４０とのずれＸ’、Ｙ’（Ｘ’、Ｙ’は直交する水平２方向でのずれ）を計測する（Ｓ１２）。次に、図９〜１１を用いて説明したように、枠合せ装置２０にて、枠合せされた上鋳枠１１０と下鋳枠１２０の下鋳枠１２０を基準にした上鋳枠１１０のずれｘ、ｙ（ｘ、ｙは直交する水平２方向でのずれ）を計測する（Ｓ１３）。なお、例えば、ずれＸ、Ｙ、Ｘ’、Ｙ’、ｘ、ｙとしては、隅点の座標のずれ、すなわち４つの隅点の座標のずれの最大値、もしくは、平均値、または、４つの隅点のうちの任意の隅点のずれを用いることができる。

次にずれが許容範囲内であるかを判定する（Ｓ１４）。そこで、|（Ｘ−Ｘ’）−ｘ|≦０．３、|（Ｙ＋Ｙ’）−ｙ|≦０．３が満足されるかを判定する。ここで、右辺の０．３は、ずれの許容値である０．３ｍｍを表わす。しかし許容値は、鋳物の形状、大きさ、用途等により決められるもので、０．３ｍｍには限定されない。なお、（Ｘ−Ｘ’）は、下鋳枠１２０と下鋳枠用キャリアプレート１４０とのずれＸ’を基準にして上鋳枠１１０と上鋳枠用キャリアプレート１３０とのずれＸとの差を算定するものである。上鋳枠用キャリアプレート１３０対する上鋳枠１１０（すなわち上鋳枠用キャビティ部）のずれの方向が、下鋳枠用キャリアプレート１４０に対する下鋳枠１２０（すなわち下鋳枠用キャビティ部）のずれの方向と同一であれば、結果として枠合せ時にキャビティ部のずれは相殺される。そこで、上鋳枠１１０と上鋳枠用パターン１３４で生じたずれＸと下鋳枠１２０と下鋳枠用パターン１４４で生じたずれＸ’との差を、キャビティ部のずれになるものとする。なお、本実施の形態では、下鋳枠１２０は再反転しないため、Ｘ’の方向（枠送り方向への上鋳枠１１０と下鋳枠１２０のずれの方向）については変化しないが、Ｙ’の方向（枠送り方向と直交する方向への上鋳枠１１０と下鋳枠１２０のずれの方向）については、上鋳枠１１０と下鋳枠１２０とでずれの方向は逆方向になるので、上鋳枠１１０と上鋳枠用パターン１３４で生じたずれＹと下鋳枠１２０と下鋳枠用パターン１４４で生じたずれＹ’との和を用いる。どちらも、上下鋳枠用パターン１３４、１４４と上下鋳枠１１０、１２０とのずれを求めている。そして、|（Ｘ−Ｘ’）−ｘ|、|（Ｙ＋Ｙ’）−ｙ|として、上下鋳枠用パターン１３４、１４４の上下鋳枠１１０、１２０からのずれから、上鋳枠１１０と下鋳枠１２０とのずれｘ、ｙを減じて、キャビティ部のずれの絶対値を求める。このずれが許容値０．３ｍｍの範囲内であるかを判定する。

このようにすると、上下鋳枠１１０、１２０と上下鋳枠用パターン１３４、１４４とのずれの計測結果と、上鋳枠１１０と下鋳枠１２０のずれの計測結果とを合せて、キャビティ部のずれを求めて、キャビティ部のずれによる不良の発生を判定することができる。すなわち、枠合せ状態での上鋳枠１１０と下鋳枠１２０のずれだけで判定する場合に比べ、不良の発生の判定の信頼性が高くなり、実際には不良とならない場合でも不良と判定して多くの無駄を生じてしまうこともなくなる。

次に図１２（ｂ）を参照して、先の判定でずれがないとされた場合の処理について説明する。ずれがないので、鋳型には通常通りに注湯する（Ｓ２０）。そして、上鋳枠１１０のピン１１２および下鋳枠１２０のブッシュ１２２の摩耗量が許容範囲内（０．３ｍｍ以下）であるかを判定する（Ｓ２１）。上下鋳枠１１０、１２０にずれがなかったとしても、ピン１１２またはブッシュ１２２の摩耗量が許容範囲を超えている場合には、交換指示をパネル等に表示する（Ｓ２２）。次に、キャリアプレート１３０のブッシュ１３２およびキャリアプレート１４０のピン１４２の摩耗量が許容範囲内（０．３ｍｍ以下）であるかを判定する（Ｓ２３）。上下鋳枠１１０、１２０にずれがなかったとしても、ブッシュ１３２またはピン１４２の摩耗量が許容範囲を超えている場合には、交換指示をパネル等に表示する（Ｓ２４）。

上鋳枠１１０のピン１１２の摩耗量を上鋳枠１１０に関連付けて（上鋳枠１１０のシフトデータとして）、下鋳枠１２０のブッシュ１２２の摩耗量を下鋳枠１２０に関連付けて（下鋳枠１２０のシフトデータとして）、上鋳枠用キャリアプレート１３０のブッシュ１３２の摩耗量を上鋳枠用キャリアプレート１３０に関連付けて（上鋳枠用キャリアプレート１３０のシフトデータとして）、下鋳枠用キャリアプレート１４０のピン１４２の摩耗量を下鋳枠用キャリアプレート１４０に関連付けて（下鋳枠用キャリアプレート１４０のシフトデータとして）記憶する（Ｓ２５）。なおここで、「シフトデータ」とは、各個別の上鋳枠、下鋳枠、上鋳枠用キャリアプレート、下鋳枠用キャリアプレートに関するデータを含むデータであって、それぞれが移動する度に、そのデータも移動に合わせてずらされる（シフトされる）データを指し、すなわち、個別の上鋳枠、下鋳枠、上鋳枠用キャリアプレート、下鋳枠用キャリアプレートに関連付けられたデータである。このように、個別の上鋳枠、下鋳枠、上鋳枠用キャリアプレート、下鋳枠用キャリアプレート毎に摩耗量を管理することにより、造型ライン１等のメンテナンス時に、摩耗した部品を迅速に交換をすることができる。よって、効率よく交換および点検作業を行うことができる。そして、次サイクル、すなわち、次の造型を続行する（Ｓ２６）。

次に図１２（ｃ）を参照して、先の判定でずれがあるとされた場合の処理について説明する。まず、キャビティ部にずれはあるが、注湯するか否かを判断する（Ｓ３０）。場合によっては、ずれていても注湯する場合があり、注湯した場合には、鋳物の精密製品検査指示を発し（Ｓ３２）、鋳物製品として使用することに問題はないかを精密に検査する。また、注湯しなかった場合には、鋳型が一つ足りなくなるので、造型機１０へ追加造型指示を出す（Ｓ３１）。

上鋳枠１１０のピン１１２および下鋳枠１２０のブッシュ１２２の摩耗量が許容範囲内（０．３ｍｍ以下）であるかを判定する（Ｓ３４）。ピン１１２またはブッシュ１２２の摩耗量が許容範囲を超えている場合には、交換指示をパネル等に表示する（Ｓ３５）。次に、キャリアプレート１３０のブッシュ１３２およびキャリアプレート１４０のピン１４２の摩耗量が許容範囲内（０．３ｍｍ以下）であるかを判定する（Ｓ３６）。ピン１４２またはブッシュ１３２の摩耗量が許容範囲を超えている場合には、交換指示をパネル等に表示する（Ｓ３７）。

続いて、上記のピン１１２およびブッシュ１２２の摩耗量、ピン１４２およびブッシュ１３２の摩耗量のいずれか一方でも許容範囲内（ＹＥＳ判定）であったか否かを判定する（Ｓ３８）。ピン１１２またはブッシュ１２２の摩耗量、および、ピン１４２またはブッシュ１３２の摩耗量が許容範囲を超えていた場合（「ＮＯ」の場合）には、ピンあるいはブッシュの摩耗が、キャビティ部のずれの原因であったものと推定される。既に、ピンやブッシュの交換表示をパネル等に表示しており、作業者に必要な注意が喚起されている。

ピン１１２およびブッシュ１２２の摩耗量とピン１４２およびブッシュ１３２の摩耗量のどちらか、あるいは、両方が許容範囲内であった場合（Ｓ３８で「ＹＥＳ」の場合）には、その鋳型だけが特殊な原因（例えば、偏摩耗したとき）で、あるいは偶然にずれてしまったことも考えられる。そこで、このような現象が、同一の鋳枠あるいは同一のキャリアプレートで度々生じるのかを判定する（Ｓ３９）。すなわち、同一の鋳枠あるいは同一のキャリアプレートでこのルートを通った回数が、たとえば累積１０回以下かどうかを判定する。１０回を超えた場合（Ｓ３９で「ＮＯ」の場合）には、その鋳枠あるいはキャリアプレートのピンまたはブッシュに欠陥がある場合が考えられるので、鋳枠あるいはキャリアプレートのピンおよびブッシュの点検や交換指示をパネルに表示する（Ｓ４０）。

なお、同一の鋳枠あるいは同一のキャリアプレートで度々生じるのかを判定するのは、累積回数でなく、連続する回数で判定しても良い。あるいは、同一の鋳枠あるいは同一のキャリアプレートでこのルートを通過する割合であってもよく、例えばこのルートを通過する回数が造型回数の１０％を超えた場合に、ピン、ブッシュの点検や交換指示をパネルに表示する。また、累積回数１０回や割合１０％というのは例示であって、他の値でもよい。

次に、上述したのと同様にして、鋳枠やキャリアプレートのピン、ブッシュの摩耗量の計測結果をシフトデータとして記憶する。これにより、メンテナンス時の交換や点検対象となる鋳枠やキャリアプレートを迅速に把握することができ、効率よく点検・交換作業を行うことができる（Ｓ４１）。そして、次サイクル、すなわち、次の造型を続行する（Ｓ４２）。

なお、図５〜８を用いて説明したように、上鋳枠ピン１１２、下鋳枠ブッシュ１２２、上鋳枠用キャリアプレートブッシュ１３２および下鋳枠用キャリアプレートピン１４２の全周を測定しているので、ピンおよびブッシュの形状を把握することができる。そこで、例えば、ピンおよびブッシュは実質的に摩耗していないのに、ずれが大きく計測されていないかを判断することが可能である。このような場合には、ピン摩耗量計測装置６０あるいはブッシュ摩耗量計測装置７０の異常が考えられる。あるいは、ずれを計測したセンサ１２、２６の取り付け部の異常等も考えられる。このように、ピンおよびブッシュの形状と計測したずれを比較する工程をさらに備えるのは、有効である。なお、これまでの説明では、鋳枠とキャリアプレートおよび上下鋳枠は、ピンとブッシュによりずれを防止されるものとして説明したが、他の公知の方法（例えば、凸型ブッシュと凹型ブッシュ）によりずれを防止してもよい。

本発明のキャビティ部のずれを推定してずれによる不良を防止する方法によれば、鋳枠と上下鋳枠用パターンキャリアとのずれ、および、上鋳枠と下鋳枠のずれの計測結果に基づき、キャビティ部のずれを求めて、キャビティ部のずれによる不良の発生を判定することができるので、不良の発生の判定の信頼性が高くなり、造型の無駄を低減することができる。さらに、ピンおよびブッシュの摩耗量をシフトデータとして管理するので、摩耗した部品を迅速かつ効率よく交換することができ、よって、造型ラインを効率よく運転することができる。

１ 造型ライン
１０ 造型機
１２ センサ
１４ 砂充填ノズル
１６ スクイズボード
１８ 盛枠
１９ 砂充填ホッパ
２０ 枠合せ装置
２２ 昇降リフタ
２４ 架台
２６ センサ
２８ センサ保持具
３０ 注湯機
４０ 鋳型ばらし装置
４２ 鋳枠分離装置
５０ 定盤台車
５２ プッシャ
５４ クッション
５６ トラバーサ
６０ ピン摩耗量計測装置
６２ センサ
６４ センサ保持具
６６ ロータリアクチュエータ
６８ 計測装置保持具
７０ ブッシュ摩耗量計測装置
７２ センサ
７４ センサ保持具
７６ ロータリアクチュエータ
７８ 計測装置保持具
８２ 反転機
８４ サンドカッタ
８６ 湯口成形機
８８ 上鋳枠再反転機
１００ 上下鋳型
１１０ 上鋳枠
１１２ 上鋳枠ピン（オス位置決め治具）
１２０ 下鋳枠
１２２ 下鋳枠ブッシュ（メス位置決め治具）
１３０ 上鋳枠用キャリアプレート
１３２ 上鋳枠用キャリアプレートブッシュ（メス位置決め治具）
１３４ 上鋳枠用パターン
１３６ 上鋳枠用パターンプレート
１３８ 上鋳枠用レベリングフレーム
１３９ ガイドピン
１４０ 下鋳枠用キャリアプレート
１４２ 下鋳枠用キャリアプレートピン（オス位置決め治具）
１４４ 下鋳枠用パターン
１４６ 下鋳枠用パターンプレート
１４８ 下鋳枠用レベリングフレーム
１４９ ガイドピン

Claims (7)

1. 上鋳枠用キャリアプレートと組み合わされる上鋳枠と下鋳枠用キャリアプレートと組み合わされる下鋳枠を用いる鋳枠付き鋳型の造型においてキャビティ部のずれによる不良を防止する方法であって、
   前記上鋳枠用キャリアプレートと前記上鋳枠のずれを計測する工程と；
   前記下鋳枠用キャリアプレートと前記下鋳枠のずれを計測する工程と；
   枠合せされた前記上鋳枠と下鋳枠とのずれを計測する工程と；
   前記上鋳枠用キャリアプレートと前記上鋳枠のずれと前記下鋳枠用キャリアプレートと前記下鋳枠のずれと前記枠合せされた上鋳枠と下鋳枠とのずれから、キャビティ部のずれを求め許容範囲内であるかを判定する工程とを備える；
   キャビティ部のずれによる不良を防止する方法。
2. 前記上鋳枠用キャリアプレートと前記上鋳枠とは、オス位置決め治具とメス位置決め治具にて互いに位置決めされ、
   前記下鋳枠用キャリアプレートと前記下鋳枠とは、オス位置決め治具とメス位置決め治具にて互いに位置決めされ、
   前記上鋳枠と前記下鋳枠の枠合せは、オス位置決め治具とメス位置決め治具にて互いに位置決めされる；
   請求項１に記載のキャビティ部のずれによる不良を防止する方法。
3. 前記上鋳枠用キャリアプレート、前記上鋳枠、前記下鋳枠用キャリアプレートおよび前記下鋳枠のオス位置決め治具またはメス位置決め治具の摩耗量を計測する工程をさらに備える；
   請求項２に記載のキャビティ部のずれによる不良を防止する方法。
4. 前記摩耗量を計測する工程では、オス位置決め治具の外周またはメス位置決め治具の内周を計測する；
   請求項３に記載のキャビティ部のずれによる不良を防止する方法。
5. 前記オス位置決め治具またはメス位置決め治具の摩耗量が、許容範囲内にないときに警告を発する工程をさらに備える；
   請求項３または請求項４に記載のキャビティ部のずれによる不良を防止する方法。
6. 鋳枠付き鋳型の造型ラインのメンテナンス時に前記オス位置決め治具またはメス位置決め治具の交換対象となる鋳枠を把握できるようにするために、前記オス位置決め治具またはメス位置決め治具の摩耗量を、該オス位置決め治具またはメス位置決め治具を有する前記上鋳枠あるいは前記下鋳枠に関連付ける工程をさらに備える；
   請求項３または請求項４に記載のキャビティ部のずれによる不良を防止する方法。
7. 前記計測したオス位置決め治具の外周およびメス位置決め治具の内周の値に基づいて把握した各々の形状と、計測した前記上鋳枠用キャリアプレートと前記上鋳枠のずれ、前記下鋳枠用キャリアプレートと前記下鋳枠のずれ、または、前記枠合せされた上鋳枠と下鋳枠とのずれのうちの少なくとも一つとを比較する工程をさらに備える；
   請求項４に記載のキャビティ部のずれによる不良を防止する方法。

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