JP2023152383A - 鋳造システム及び鋳物 - Google Patents

Abstract

【課題】鋳物に適切に刻印できる鋳造システムを提供する。【解決手段】鋳造システムは、設定刻印条件で鋳物又は鋳型に識別記号を刻印するレーザ刻印装置と、レーザ刻印装置によって鋳物の表面に刻印された識別記号、又は、レーザ刻印装置によって刻印された鋳型から製造された鋳物の表面に転写された識別記号を、センサの検出結果に基づいて認識する認識装置と、を備え、レーザ刻印装置は、認識装置によって鋳物の識別記号が認識されない場合には設定刻印条件を変更する。【選択図】図３

Description

本開示は、鋳造システム及び鋳物に関する。

特許文献１は、金属鋳物を製造する鋳造システムを開示する。鋳造システムには、２進数値に対応するセル（識別記号）を金属鋳物に彫り込むレーザ刻印装置がショットブラストステーションの前段に設けられる。

特表２０２１－５２５１７３号公報

鋳造システムは、一般的に材料の異なる種々の鋳物を製造する。さらに、同一種類の材料で製造された鋳物であっても、製造条件によっては鋳物の表面状態が異なる場合がある。このため、特許文献１に記載の設備は、鋳物の材料の種類又は表面状態によっては、識別記号を鋳物に適切に刻印できないおそれがある。本開示は、鋳物又は鋳型に適切に刻印できる技術を提供する。

本開示の一側面に係る鋳造システムは、レーザ刻印装置及び認識装置を備える。レーザ刻印装置は、設定刻印条件で鋳物又は鋳型に識別記号を刻印する。認識装置は、レーザ刻印装置によって鋳物の表面に刻印された識別記号、又は、レーザ刻印装置によって刻印された鋳型から製造された鋳物の表面に転写された識別記号を、センサの検出結果に基づいて認識する。レーザ刻印装置は、認識装置によって鋳物の識別記号が認識されない場合には設定刻印条件を変更する。

この鋳造システムにおいては、レーザ刻印装置によって鋳物又は鋳型に識別記号が刻印される。鋳物に刻印又は転写された識別記号は、センサの検出結果に基づいて認識される。認識装置によって鋳物の識別記号が認識されない場合には設定刻印条件が変更される。この鋳造システムは、識別記号が認識されない場合に刻印条件を調整することができるので、鋳物又は鋳型に適切に刻印できる。

一実施形態においては、認識装置は、レーザ刻印装置によって刻印された鋳物の表面、又は、レーザ刻印装置によって刻印された鋳型から製造された鋳物の表面を撮像するセンサを有し、センサによって撮像された画像に基づいて鋳物の識別記号を認識してもよい。この場合、鋳造システムは、鋳物の識別記号を画像認識し、識別記号が認識されない場合に刻印条件を調整することができる。

一実施形態においては、認識装置は、レーザ刻印装置によって刻印された鋳物の表面の色、又は、レーザ刻印装置によって刻印された鋳型から製造された鋳物の表面の色を計測するセンサを有し、センサによって計測された色の分布に基づいて鋳物の識別記号を認識してもよい。この場合、鋳造システムは、鋳物の識別記号を色の分布から認識し、識別記号が認識されない場合に刻印条件を調整することができる。

一実施形態においては、認識装置は、レーザ刻印装置によって刻印された鋳物の表面の凹凸、又は、レーザ刻印装置によって刻印された鋳型から製造された鋳物の表面の凹凸を計測するセンサを有し、センサによって計測された凹凸の分布に基づいて鋳物の識別記号を認識してもよい。この場合、鋳造システムは、鋳物の識別記号を凹凸の分布から認識し、識別記号が認識されない場合に刻印条件を調整することができる。

一実施形態においては、設定刻印条件は、レーザ出力を含み、レーザ刻印装置は、認識装置によって鋳物の識別記号が認識されない場合にはレーザ出力を変更してもよい。この場合、鋳造システムは、鋳物の識別記号が認識されない場合にはレーザ出力を変更することにより、例えば認識可能な識別記号になるように設定刻印条件を調整できる。

一実施形態においては、設定刻印条件は、刻印速度を含み、レーザ刻印装置は、認識装置によって鋳物の識別記号が認識されない場合には刻印速度を変更してもよい。この場合、鋳造システムは、鋳物の識別記号が認識されない場合には刻印速度を変更することにより、例えば認識可能な識別記号になるように設定刻印条件を調整できる。

一実施形態においては、レーザ刻印装置は、認識装置によって鋳物の識別記号が認識されたことに応じて、認識装置によって認識された識別記号に係る刻印条件を記憶装置に記憶してもよい。この場合、鋳造システムは、適切な刻印条件を記憶できるので、次回以降の設定刻印条件に適切な刻印条件を反映させたり、適切な刻印条件を学習するための情報を取得したりすることができる。

一実施形態においては、認識装置は、鋳物のブラスト処理後における鋳物の識別記号を認識してもよい。この場合、鋳造システムは、ブラスト処理後であっても認識可能な刻印となるように、設定刻印条件を調整できる。

一実施形態においては、レーザ刻印装置は、ビーム幅が５０μｍ～１００μｍとなるレーザビームを５０Ｗ～１００Ｗで出力し、１文字あたり０．５秒～１秒の時間調整幅で設定刻印条件を再設定するしてもよい。この場合、鋳造システムは、ビーム幅、レーザ出力及び１文字あたりの時間調整幅を、ブラスト処理後であっても認識可能な刻印となるように、設定刻印条件を調整できる。

本開示の他の側面に係る鋳物は、上述した鋳造システムによって刻印又は転写され、鋳物のブラスト処理後においても認識可能な識別記号を有する。

本開示によれば、鋳物又は鋳型に適切に刻印できる。

実施形態に係るレーザ刻印装置が備わる鋳造システムの一例を概略的に示す構成図である。 レーザ刻印装置の構成の一例を示す断面図である。 鋳造システムの動作を示すフローチャートである。 レーザ刻印装置が備わる鋳造システムの他の例を概略的に示す構成図である。

以下、図面を参照して、本開示の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は繰り返さない。図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。「上」「下」「左」「右」の語は、図示する状態に基づくものであり、便宜的なものである。図中において示されるＸ方向及びＹ方向は水平方向を示し、Ｚ方向は鉛直方向を示す。

［鋳造システムの一例］
図１は、実施形態に係るレーザ刻印装置が備わる鋳造システムの一例を概略的に示す構成図である。図１に示される鋳造システム１は、鋳物を製造するためのシステムである。鋳造システム１は、造型機２、搬送ライン３、レーザ刻印装置４、注湯機５、ライン制御部６、及び、認識装置７を備える。

造型機２は、鋳型Ｍを製造する装置である。造型機２は、鋳枠Ｆを用いて鋳型Ｍを形成する。造型機２は、ライン制御部６と通信可能に接続される。造型機２は、ライン制御部６から造型開始信号を受信した場合、造型エリアにおいて鋳型Ｍの製造を開始する。造型機２は、模型が配置された鋳枠Ｆ内に砂（生型砂）を投入し、鋳枠Ｆ内の砂を加圧して固める。造型機２は、固められた砂から模型を取り出すことにより鋳型Ｍを形成する。造型機２は、造型結果信号をライン制御部６に送信する。造型結果信号は、造型機２が正常に動作したか否かを示す信号である。

搬送ライン３は、鋳型を搬送する設備である。搬送ライン３は、造型機２から鋳型Ｍを受け取り、注湯機５に向けて鋳型Ｍを搬送する。搬送ライン３は、例えば、ローラコンベヤ、レール、鋳型Ｍ及び鋳枠Ｆが載置されレール上を走行する台車、造型機２側に配置されたプッシャ装置、及び、注湯機５側に配置されたクッション装置などを有する。ローラコンベヤ又はレールは、造型機２から注湯機５に向けて直線状に延びる。ローラコンベヤ又はレールは、直線状に延びる場合に限定されず、例えば階段状に延びてもよい。ローラコンベヤ又はレールは、造型機２と注湯機５との間で一筆書き状に延びてもよい。

搬送ライン３は、ローラコンベヤ又はレール上に等間隔で配列された複数の鋳型Ｍ及び鋳枠Ｆを造型機２から注湯機５に向けて順次搬送する。搬送ライン３は、間欠駆動され、鋳型Ｍ及び鋳枠Ｆを所定の枠分ずつ搬送する。所定の枠分は１枠でもよいし複数枠でもよい。

搬送ライン３は、ライン制御部６と通信可能に接続される。搬送ライン３は、ライン制御部６から枠送り信号を受信すると、複数の鋳型Ｍ及び鋳枠Ｆを所定の枠分搬送する。搬送ライン３は、所定の枠分の搬送を完了すると、ライン制御部６に枠送り完了信号を送信する。搬送ライン３は、搬送された鋳型Ｍ及び鋳枠Ｆの位置決めを完了したときに、ライン制御部６に枠送り完了信号を送信してもよい。

レーザ刻印装置４は、搬送ライン３に設けられ、搬送ライン３上の鋳型Ｍに対してレーザ光を照射して識別記号を刻印する。レーザ刻印装置４は、ライン制御部６と通信可能に接続され得る。

レーザ刻印装置４は、予め設定された刻印条件である設定刻印条件で刻印する。刻印条件とは、レーザ出力、レーザ刻印速度（ビーム移動速度）、レーザ周波数、焦点距離などを含む。識別記号は、文字、数字、記号、マーク又は２次元コード（ＱＲコード（登録商標）、バーコードなど）などのうち少なくとも１つから構成される。鋳型Ｍに刻印される識別記号は、各鋳型に固有の記号列を指す識別子として機能してもよい。レーザ刻印装置４の詳細は後述する。

注湯機５は、鋳型Ｍに溶湯を流し込む装置である。注湯機５は、ライン制御部６と通信可能に接続される。注湯機５は、ライン制御部６から枠送り完了信号を受信した場合、注湯エリアに位置する鋳型Ｍを注湯対象として、当該鋳型Ｍに溶湯を流し込む。注湯機５は、ライン制御部６から鋳型情報を受信し、鋳型情報に基づいた条件で注湯を行う。注湯された鋳型Ｍは、搬送ライン３により後工程を行うエリアへと搬送される。

後工程は、鋳型Ｍから鋳物を取り出す取出処理、及び、鋳物の表面をブラストするブラスト処理などを含んでもよい。

造型機２と注湯機５との間には、中子セット場Ｗが設けられてもよい。中子セット場Ｗには、作業者が駐留しており、鋳型Ｍに中子をセットする。または、装置が鋳型Ｍに中子を自動でセットしてもよい。

ライン制御部６は、鋳造システム１を統括制御するコントローラである。ライン制御部６は、例えばＰＬＣ（Programmable Logic Controller）として構成される。ライン制御部６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサと、ＲＡＭ（RandomAccess Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）などのメモリと、タッチパネル、マウス、キーボード、ディスプレイなどの入出力装置と、ネットワークカードなどの通信装置とを含むコンピュータシステムとして構成されてもよい。ライン制御部６は、メモリに記憶されているコンピュータプログラムに基づくプロセッサの制御のもとで各ハードウェアを動作させることにより、ライン制御部６の機能を実現する。

認識装置７は、鋳物に転写された識別記号を読み取る装置である。認識装置７は、ライン制御部６と通信可能に接続され得る。認識装置７は、レーザ刻印装置４によって刻印された鋳型Ｍから製造された鋳物の表面を撮像し、鋳物に転写された識別記号を認識する。認識装置７は、一例として、ライン制御部６と同様なプロセッサ及びメモリなどを含む一般的なコンピュータシステムの構成と、鋳物の表面を撮像するカメラなどの画像センサとを有する。画像センサは、鋳物の表面を撮像する。認識装置７は、画像センサによって撮像された鋳物の表面の画像に基づいて、画像に写り込んだ識別記号を認識する。認識装置７は、一例としてパターンマッチング技術によって識別記号を認識する。識別記号の認識技術は、パターンマッチング技術に限定されず、種々の画像認識技術を用いてもよい。認識装置７は、鋳物の識別記号の認識可否を示す信号を、ライン制御部６を介してレーザ刻印装置４に出力してもよい。

認識装置７は、上述した後工程のうち、鋳物の取出処理後であれば、いつでも鋳物の識別記号の認識を行うことができる。一例として、認識装置７は、鋳物のブラスト処理後に画像センサに基づいて鋳物の表面を撮像し、撮像された画像に基づいて識別記号を認識してもよい。

［レーザ刻印装置の詳細］
図２は、一実施形態に係るレーザ刻印装置の構成の一例を示す断面図である。図２に示されるように、レーザ刻印装置４は、ヘッド１０を備える。

ヘッド１０は、レーザ光Ｌを鋳型Ｍの表面へ照射して、鋳型に識別記号を刻印する。鋳型Ｍの表面とは、鋳型Ｍの外側に現れている面であり、最上面だけでなく、製品形状を画定する面（製品形状を転写する面）も含まれる。以下では、鋳型Ｍの表面の刻印予定箇所Ｐへ刻印する場合を一例として説明する。

ヘッド１０は、レーザ光Ｌを刻印予定箇所Ｐで集束させる部品である。ヘッド１０は、レーザ光を発生させる光源（不図示）に接続される。ヘッド１０は、一例として、ガルバノミラー（不図示）及び集束レンズ（不図示）を有し、レーザ光Ｌの照射位置及び焦点距離を調整する。ヘッド１０は、レーザ光Ｌの焦点距離を鋳型Ｍの表面の刻印予定箇所Ｐに集束させて識別記号を刻印する。刻印予定箇所Ｐは、鋳型Ｍの予め定められた範囲に設定される。

ヘッド１０は、遮光ケース１１の内部に画成される作業空間Ｓに収容される。ヘッド１０は、作業空間Ｓに配置されたフレーム部材１２に支持される。ヘッド１０は、三軸駆動機構１３によって、ＸＹＺの３方向に移動することができる。このため、ヘッド１０は、三軸駆動機構１３によって作業空間Ｓに位置決めされ、その位置でレーザ光Ｌの照射位置及び焦点位置を調整して識別記号を刻印することができる。

遮光ケース１１は、作業空間Ｓと連通する搬入口２２及び搬出口２３を有する。遮光ケース１１は、搬入口２２及び搬出口２３を介して作業空間Ｓに鋳型Ｍが搬入出されるように搬送ライン３へ設けられる。例えば、搬送ライン３が直線である場合、搬入口２２と搬出口２３とは、対向するように遮光ケース１１に形成される。遮光ケース１１は、搬入口２２及び搬出口２３の対向方向が搬送ライン３の延在方向と一致するように搬送ライン３に設けられる。遮光ケース１１は、ヘッド１０により照射されるレーザ光Ｌに対して遮光性を有する。遮光ケース１１は、例えば、金属又は樹脂などの材質によって形成される。金属は、例えば、鉄、アルミニウム、ステンレス、銅合金又は炭素鋼である。

搬入口２２及び搬出口２３の何れか一方には、開閉可能な遮光ゲート３０が設けられる。図２の例においては、遮光ゲート３０は搬入口２２に設けられ、遮光ゲート３０とは別の遮光ゲート３１が搬出口２３に設けられる。遮光ゲート３０（３１）は、ヘッド１０により照射されるレーザ光Ｌに対して遮光性を有する。遮光ゲート３０（３１）は、例えば、金属又は樹脂などの材質によって形成される。遮光ゲート３０（３１）は、遮光ケース１１と同一の材質で形成されてもよい。

遮光ゲート３０（３１）の開閉とは、遮光ゲート３０（３１）が開及び閉の何れか一方の位置へ動くことをいう。遮光ゲート３０（３１）は、駆動部３２（３３）に接続される。駆動部３２（３３）は、例えば、電動シリンダ、エアシリンダ、油圧シリンダ、ワイヤ巻上装置、ラックアンドピニオン機構などである。駆動部３２（３３）の動作により、遮光ゲート３０（３１）は、Ｚ方向に沿って移動する。これにより、遮光ゲート３０（３１）は、開位置及び閉位置の何れかに移動する。

遮光ゲート３０が開の場合、搬送ライン３は、搬入口２２を介して鋳型Ｍを作業空間Ｓへ搬入することができる。遮光ゲート３１が開の場合、搬送ライン３は、搬出口２３を介して作業空間Ｓから鋳型Ｍを搬出することができる。遮光ゲート３０が閉の場合、搬入口２２は遮光ゲート３０に塞がれる。遮光ゲート３１が閉の場合、搬出口２３は遮光ゲート３１に塞がれる。つまり、遮光ゲート３０（３１）が閉の場合、遮光ゲート３０（３１）は、作業空間Ｓからヘッド１０のレーザ光Ｌが漏れることを抑制する。

レーザ刻印装置４は、吹付部２０を備えてもよい。吹付部２０は、鋳型Ｍの表面へ気体Ｇを吹き付ける。吹付部２０は、気体Ｇを送り出す機器であり、例えば送風機、圧縮機、ブロアなどである。吹付部２０が圧縮機又はブロアの場合、吹付部２０は、鋳型Ｍの表面へ向けて気体Ｇを吹き付ける吹出ノズル２１（ノズルの一例）を有する。吹出ノズル２１は、一例としてヘッド１０に設けられる。吹出ノズル２１は、フレーム部材１２に支持されてもよい。吹付部２０が送風機の場合、吹付部２０は、ヘッド１０又はフレーム部材１２に支持されてもよい。

レーザ刻印装置４は、作業空間Ｓに接続された集塵機４２をさらに備えてもよい。集塵機４２は、作業空間Ｓを画成する遮光ケース１１に設けられる。集塵機４２は、作業空間Ｓの内気を吸気し、刻印することによって鋳型Ｍから発生する蒸気又は残滓を取り込み、粉塵などを捕集して、作業空間Ｓの内気を浄化する。

レーザ刻印装置４は、ヘッド１０と鋳型Ｍの表面との間の距離を測定する測定部５０をさらに備えてもよい。測定部５０は、例えばレーザ距離計である。測定部５０は、フレーム部材１２に設けられる。測定部５０は、鋳型Ｍの表面へ測定光Ｄを照射する。測定部５０は、測定光Ｄと鋳型Ｍの表面から反射する反射光との位相差又は時間差から、鋳型Ｍの表面の高さ位置を測定する。測定部５０は、三角測量法に基づいて鋳型Ｍの表面の高さ位置を測定してもよい。ヘッド１０と鋳型Ｍの表面との間の距離は、ヘッド１０の高さ位置と鋳型Ｍの表面の高さ位置との差分で算出することができる。ヘッド１０がフレーム部材１２に固定されている場合には、ヘッド１０の高さ位置は事前に計測され、記憶される。測定部５０は、予め記憶されたヘッド１０の高さ位置と、測定された鋳型Ｍの表面の高さ位置との差分を算出し、ヘッド１０と鋳型Ｍの表面との間の距離を算出する。

レーザ刻印装置４は、ヘッド１０を制御する制御部４０を備える。制御とは、位置及び動作を決定することをいう。制御部４０は、一例としてＰＬＣとして構成される。制御部４０は、ライン制御部６と同様なプロセッサ及びメモリ（記憶装置の一例）などを含む一般的なコンピュータシステムとして構成されてもよい。制御部４０は、遮光ケース１１の外側に配置されてもよいし、遮光ケース１１の内側に配置されても構わない。制御部４０は、搬送ライン３の動作を制御するライン制御部６と通信可能に構成され得る。

制御部４０は、予め設定された刻印条件である設定刻印条件をメモリに記憶している。制御部４０は、記憶された設定刻印条件に含まれるレーザ出力、レーザ刻印速度、レーザ周波数及び焦点距離となるように、ヘッド１０を制御する。制御部４０は、レーザ光源、ガルバノミラー及び集束レンズを制御して、レーザ光Ｌのレーザ出力、レーザ刻印速度、レーザ周波数及び焦点距離を制御する。ヘッド１０は、制御部４０の制御に基づいて、刻印予定箇所Ｐへ識別記号を刻印する。鋳型Ｍに含まれる水分などは、レーザ光Ｌの照射によって蒸発する。

制御部４０は、認識装置７によって鋳物の識別記号が認識されない場合には、設定刻印条件を変更する。例えば、鋳型Ｍへの刻印深さが浅い場合、鋳物に転写される識別記号の高さが低くなることから識別記号が薄くなり、識別記号が認識されないことがある。この場合、制御部４０は、設定刻印条件に含まれるレーザ出力を大きくしたり、設定刻印条件に含まれる刻印速度を遅くしたりする。あるいは、鋳型Ｍへの刻印深さが深い場合、鋳物に転写される識別記号の高さが高くなることから識別記号が潰れてしまい、識別記号が認識されない場合がある。この場合、制御部４０は、設定刻印条件に含まれるレーザ出力を小さくしたり、設定刻印条件に含まれる刻印速度を速くしたりする。このように、制御部４０は、より認識されやすい識別記号を刻印できるように設定刻印条件を調整できる。

制御部４０は、ビーム幅が５０μｍ～１００μｍとなるレーザビームを５０Ｗ～１００Ｗで出力し、１文字あたり０．５秒～１秒の時間調整幅で設定刻印条件を再設定してもよい。この場合、制御部４０は、ビーム幅、レーザ出力及び１文字あたりの時間調整幅を、ブラスト処理後であっても認識可能な刻印となるように、設定刻印条件を調整できる。制御部４０は、認識装置７によって鋳物の識別記号が認識されたことに応じて、認識装置７によって認識された識別記号に係る刻印条件をメモリに記憶してもよい。

制御部４０は、遮光ゲート３０（３１）の開閉を制御してもよい。制御部４０は、駆動部３２（３３）を動作させて遮光ゲート３０（３１）の位置を変化させる。遮光ゲート３０（３１）の開閉の態様は、上下方向に限定されず、左右方向又は回転方向でもよい。

制御部４０は、ライン制御部６と協働して動作してもよい。ライン制御部６は、搬送ライン３上の鋳型Ｍの位置を制御する。ライン制御部６は、鋳型Ｍが作業空間Ｓへ搬入されたことを制御部４０へ通知してもよい。具体的には、ライン制御部６は、鋳型Ｍの作業空間Ｓへの搬入が完了したことを通知する搬入完了信号を、制御部４０へ送信する。搬入完了信号を受信した制御部４０は、遮光ゲート３０（３１）を閉とする。制御部４０は、遮光ゲート３０（３１）が閉となった後に、ヘッド１０を動作させて鋳型Ｍへ識別記号の刻印を開始する。制御部４０は、ヘッド１０によるレーザ光Ｌの照射が完了したことに応じて遮光ゲート３０（３１）を開とする。

制御部４０は、吹付部２０の動作を制御してもよい。この場合、制御部４０は、開始信号、終了信号、目標圧力を示す信号などを吹付部２０へ出力する。吹付部２０は、制御部４０から受け付けた信号に基づいて動作する。制御部４０は、吹付部２０による気体Ｇの吹き付け中にヘッド１０に識別記号を刻印させる。制御部４０は、吹付部２０に吹き付け動作を開始させた後、又は吹き付け動作の開始と同時にヘッド１０を動作させて、ヘッド１０に鋳型Ｍに対して識別記号を刻印させる。

制御部４０は、ヘッド１０と鋳型Ｍの表面との間の距離に基づいて、レーザ光Ｌの焦点距離を調整してもよい。鋳型Ｍの表面の高さ位置は、造型時の造型機２の動作条件、生型砂の性状、又はレールもしくはローラの摩耗などによってばらつきが生じる。このため、ヘッド１０と鋳型Ｍの表面との間の距離にもばらつきが生じる。制御部４０は、レーザ光Ｌの焦点が鋳型Ｍの表面に位置するように、ガルバノミラー及び集束レンズを制御する。

［鋳造システムの動作］
図３は、鋳造システムの動作を示すフローチャートである。図３に示されるフローチャートは、例えば作業員の開始指示に基づいて開始される。図３に示されるように、鋳造システム１の認識装置７は、認識処理（ステップＳ１０）として、画像に基づいて鋳物に転写された識別記号を認識する。

レーザ刻印装置４は、判定処理（ステップＳ１２）として、認識処理（ステップＳ１０）において識別記号を認識したか否かを判定する。認識処理（ステップＳ１０）において識別記号が認識された場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、レーザ刻印装置４は、記憶処理（ステップＳ１４）として、識別記号が認識された鋳物に対応する鋳型Ｍの設定刻印条件をメモリに記憶する。

認識処理（ステップＳ１０）において識別記号が認識されない場合（ステップＳ１２：ＮＯ）、鋳造システム１のレーザ刻印装置４は、再設定処理（ステップＳ１６）として、設定刻印条件を再設定する。例えば、レーザ刻印装置４は、現在の設定刻印条件として記憶されているレーザ出力よりも大きいレーザ出力を、新たな設定刻印条件として設定し直す。あるいは、レーザ刻印装置４は、現在の設定刻印条件として記憶されている刻印速度よりも遅い刻印速度を、新たな設定刻印条件として設定し直す。

記憶処理（ステップＳ１４）及び再設定処理（ステップＳ１６）が終了すると、図３に示されるフローチャートは終了する。

［実施形態のまとめ］
鋳造システム１においては、レーザ刻印装置４によって鋳物又は鋳型に識別記号が刻印される。鋳物に刻印又は転写された識別記号は、認識装置７によって画像認識される。鋳物の識別記号を認識できない場合には設定刻印条件が変更される。鋳造システム１は、識別記号が認識されない場合に刻印条件を調整できるので、鋳型に適切に刻印できる。

鋳造システム１のレーザ刻印装置４は、認識装置７によって鋳物の識別記号が認識されない場合には、レーザ出力又は刻印速度を変更する。これにより、鋳造システム１は、鋳物の識別記号が認識されないときには、より認識されやすい識別記号を刻印できるように設定刻印条件を調整できる。

鋳造システム１のレーザ刻印装置４は、認識装置７によって鋳物の識別記号が認識されたことに応じて、認識装置７によって認識された識別記号に係る刻印条件を記憶装置に記憶する。これにより、レーザ刻印装置４は、適切な刻印条件を記憶できるので、次回以降の設定刻印条件に適切な刻印条件を反映させたり、適切な刻印条件を学習するための情報を取得したりすることができる。

鋳造システム１の認識装置７は、鋳物のブラスト処理後における鋳物の識別記号を認識する。これにより、鋳造システム１は、ブラスト処理後であっても認識可能な刻印となるように、設定刻印条件を調整できる。

鋳造システム１のレーザ刻印装置４は、ビーム幅が５０μｍ～１００μｍとなるレーザビームを５０Ｗ～１００Ｗで出力し、１文字あたり０．５秒～１秒の時間調整幅で設定刻印条件を再設定する。これにより、鋳造システム１は、ビーム幅、レーザ出力及び１文字あたりの時間調整幅を、ブラスト処理後であっても認識可能な刻印となるように、設定刻印条件を調整できる。

鋳造システム１は、設定刻印条件を認識可能となるまで調整することで、ブラスト処理をしても消えないレーザ刻印を実現できる。これにより、鋳造システム１は、鋳物のブラスト処理後においても認識可能な識別記号を有する鋳物を製造できる。

［変形例］
以上、種々の例示的実施形態について説明してきたが、上記の例示的実施形態に限定されることなく、様々な省略、置換、及び変更がなされてもよい。

例えば、レーザ刻印装置４は、鋳型Ｍに識別記号を刻印する例を説明したが、鋳物に直接刻印してもよい。図４は、レーザ刻印装置が備わる鋳造システムの他の例を概略的に示す構成図である。図４に示される鋳造システム１Ａは、図１に示される鋳造システム１と比較してレーザ刻印装置４の配置位置が相違し、その他は同一である。レーザ刻印装置４は、注湯機５の後段に配置され、鋳物に識別記号を刻印する。この場合、認識装置７は、レーザ刻印装置４によって刻印された鋳物の表面を撮像し、撮像された画像に基づいて鋳物に刻印された識別記号を認識する。レーザ刻印装置４は、認識装置７によって鋳物の識別記号が認識されない場合には、設定刻印条件を変更する。このように構成した場合であっても、鋳造システム１は、識別記号が認識されない場合に刻印条件を調整できるので、鋳物に適切に刻印できる。

認識装置７は、画像センサを有し、画像センサの検出結果に基づいて識別記号を認識する例を説明したが、他のセンサの検出結果に基づいて識別記号を認識してもよい。例えば、認識装置７は、レーザ刻印装置４によって刻印された鋳型Ｍから製造された鋳物の表面の色を計測するセンサ（例えば色差センサ）を有してもよい。この場合、認識装置７は、センサによって計測された色の分布に基づいて鋳物の識別記号を認識できる。例えば、認識装置７は、色の分布を画像処理することで鋳物の識別記号を認識する。あるいは、認識装置７は、レーザ刻印装置４によって刻印された鋳型Ｍから製造された鋳物の表面の凹凸を計測するセンサ（例えばレーザスキャナ）を有してもよい。この場合、認識装置７は、センサによって計測された凹凸の分布に基づいて鋳物の識別記号を認識できる。例えば、認識装置７は、凹凸の分布を解析処理することで鋳物の識別記号を認識する。

遮光ゲートは、搬入口２２及び搬出口２３の何れか一方にのみ設けられてもよい。例えば、搬出口２３から漏れるレーザ光Ｌに作業者が晒されない場合は、遮光ゲートは搬入口２２にのみ設けられる。同様に、搬入口２２から漏れるレーザ光Ｌに作業者が晒されない場合は、遮光ゲートは搬出口２３にのみ設けられる。

レーザ刻印装置４は、砂により形成される鋳型に識別記号を刻印する形態に限定されない。レーザ刻印装置４は、自硬性鋳型、熱硬化性鋳型、又はガス硬化性鋳型にも識別記号を刻印することができる。レーザ刻印装置４は、鋳型だけでなく中子に識別記号を刻印することもできる。本開示で説明された鋳型は、上述した鋳型、自硬性鋳型、熱硬化性鋳型、ガス硬化性鋳型、及び中子を包含する。

本開示の実施形態では、造型機２として、上下鋳型を交互に上下鋳枠に造型する枠付鋳型造型機を用いた例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。この他に例えば、上下鋳型を同時に造型した後、該上下鋳型を型合わせし、その後、該上下鋳型を上下鋳枠から抜き出し、上下鋳型だけの状態で造型機２から搬出される方式の無枠鋳型造型機に適用するようにしてもよい。

１…鋳造システム、３…搬送ライン、４…レーザ刻印装置、７…認識装置、Ｍ…鋳型。

Claims (10)

1. 設定刻印条件で鋳物又は鋳型に識別記号を刻印するレーザ刻印装置と、
   前記レーザ刻印装置によって前記鋳物の表面に刻印された前記識別記号、又は、前記レーザ刻印装置によって刻印された鋳型から製造された鋳物の表面に転写された前記識別記号を、センサの検出結果に基づいて認識する認識装置と、
   を備え、
   前記レーザ刻印装置は、前記認識装置によって前記鋳物の前記識別記号が認識されない場合には前記設定刻印条件を変更する、
   鋳造システム。
2. 前記認識装置は、
   前記レーザ刻印装置によって刻印された前記鋳物の表面、又は、前記レーザ刻印装置によって刻印された鋳型から製造された鋳物の表面を撮像する前記センサを有し、
   前記センサによって撮像された画像に基づいて前記鋳物の前記識別記号を認識する、請求項１に記載の鋳造システム。
3. 前記認識装置は、
   前記レーザ刻印装置によって刻印された前記鋳物の表面の色、又は、前記レーザ刻印装置によって刻印された鋳型から製造された鋳物の表面の色を計測する前記センサを有し、
   前記センサによって計測された色の分布に基づいて前記鋳物の前記識別記号を認識する、請求項１に記載の鋳造システム。
4. 前記認識装置は、
   前記レーザ刻印装置によって刻印された前記鋳物の表面の凹凸、又は、前記レーザ刻印装置によって刻印された鋳型から製造された鋳物の表面の凹凸を計測する前記センサを有し、
   前記センサによって計測された凹凸の分布に基づいて前記鋳物の前記識別記号を認識する、請求項１に記載の鋳造システム。
5. 前記設定刻印条件は、レーザ出力を含み、
   前記レーザ刻印装置は、前記認識装置によって前記鋳物の前記識別記号が認識されない場合には前記レーザ出力を変更する、請求項１～４の何れか一項に記載の鋳造システム。
6. 前記設定刻印条件は、刻印速度を含み、
   前記レーザ刻印装置は、前記認識装置によって前記鋳物の前記識別記号が認識されない場合には前記刻印速度を変更する、請求項１～４の何れか一項に記載の鋳造システム。
7. 前記レーザ刻印装置は、前記認識装置によって前記鋳物の前記識別記号が認識されたことに応じて、前記認識装置によって認識された前記識別記号に係る刻印条件を記憶装置に記憶する、請求項１～４の何れか一項に記載の鋳造システム。
8. 前記認識装置は、前記鋳物のブラスト処理後における前記鋳物の前記識別記号を認識する、請求項１～４の何れか一項に記載の鋳造システム。
9. 前記レーザ刻印装置は、ビーム幅が５０μｍ～１００μｍとなるレーザビームを５０Ｗ～１００Ｗで出力し、１文字あたり０．５秒～１秒の時間調整幅で前記設定刻印条件を変更する、請求項１～４の何れか一項に記載の鋳造システム。
10. 請求項８記載の鋳造システムによって刻印又は転写され、前記鋳物のブラスト処理後においても認識可能な前記識別記号を有する鋳物。

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