JP2632182B2 - 鋳造システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、一般に、鋳造システムに関し、特に例え
ば、無枠造形装置と、該無枠造形装置によって造形され
た鋳型群を受けてこれらを間欠的に搬送する搬送装置と
を具備し、鋳鉄、鋳鋼、アルミニウム等のごときを鋳造
する鋳造システムに関する。

発明の技術的背景とその課題 周知のように、鋳鉄、鋳鋼、アルミニウム等のごとき
に鋳造する鋳造システムにあっては、該システムが設置
されている作業環境が極めて劣悪であり、作業者にとっ
て危険ですらある。即ち、例えば前記システムを駆動す
るに際しては、造形装置によって造形され搬送装置にて
間欠的に搬送されてくる鋳造群の各々の鋳型に対して、
自動注湯装置にて注湯を行なうときに、自動注湯装置か
ら高温の溶湯が鋳型の周辺に溢れ出るがごとき不具合が
発生するおそれがあるので、このような不具合の発生を
防止することによって作業者に危害が及ばないようにす
ることが肝要とされる。そこで、このような不具合の発
生を防止するために、従来より種々の対策が論ぜられて
いる。上述した各種対策の概要は、搬送装置により間欠
的に搬送されてくる前記各々の鋳型の湯受口と自動注湯
装置の出湯口とが位置ずれを生じないように位置決め制
御を行なうようにした点で共通している。上記対策は、
造形装置にて造形される各々の鋳型の枠厚を検知するこ
とによって前述した位置決め制御を行なう方法と、搬送
装置にて搬送されてくる鋳型群の各々の鋳型の湯受口の
検知と自動注湯装置の出湯口の検知とに基づいて自動注
湯装置の前記搬送装置に沿った移動を制御することによ
り、前記位置決め制御を行なう方法とに大別される。造
形装置にて造形された各々の鋳型の枠厚を検知する方法
について、更に詳述すると、例えば、既に周知のCCDカ
メラのごとき一定幅以上の測定領域を持った撮像手段に
て、直接各々の鋳型の枠厚を検知する方法と、パルスエ
ンコーダを用いて造形装置を構成しているプッシャーの
移動量を検知し、該検知した移動量から間接的に各々の
鋳型の枠厚を検知する方法とがある。後者のパルスエン
コーダによる各々の鋳型の枠厚を間接的に検知する方法
は、前記プッシャー及びプッシャーに一体的に取り付け
られている第１の金型と、前記プッシャーのホームポジ
ションよりも鋳型送出方向下流側所定位置に出没自在に
設けられている第２の金型との協働による鋳型造形時の
プッシャーの移動量をパルスエンコーダから出力される
電子信号を計数することによって検知することで行なう
ようになっている。即ち、案内機構により略直線方向に
往復動するようになっている前記プッシャーに動力を伝
達するチェーン機構をパルスエンコーダに巻回せしめ、
鋳型造形時に、該チェーン機構の回転移動量に応じて前
記パルスエンコーダから出力される方形波パルス信号を
計数した後、該計数値に所定の信号処理を施すことによ
って各々の鋳型の枠厚を測定するようになっていた。

ところで、上述したごとき構成の従来の鋳造システム
にあっては、前述したように、鋳造造形時における前記
プッシャー及び第１の金型の移動量を検知し、該検知し
た移動量を個々の鋳型の枠厚としていたのであるが、こ
のような鋳型枠厚測定方法では、造形時の鋳型枠厚より
も、造形後、造形装置から搬送装置に向けて送出される
時点の鋳型の枠厚の方が約0.5〜2mm程度ではあるが大き
くなるので、同一の鋳型でも測定時の枠厚と注湯時の枠
厚とで誤差が生ずる。この種の鋳造システムでは、搬送
装置の大きさ、該搬送装置によって搬送される鋳型の安
定生等の観点から、鋳型の枠厚によって多少の変動はあ
るが、仮りに、搬送装置の搬送始端側から鋳型20枠分下
流側に注湯点が設定されているとすれば、注湯点に到達
したときに誤差が累積されて10〜45mm程度になってしま
うので、到底注湯を行なうことはできない。即ち、鋳型
を造形するに際しては、前述したプッシャー及び第１の
金型と第２の金型との協働によって鋳物砂にスクイーズ
圧を加えなければならないが、このスクイーズ圧が弱過
ぎれば型崩れを生ずるし、前記スクイーズ圧が大き過ぎ
ると、たとえどんなに品質の良好な鋳物砂を使用して
も、該鋳物砂の性質が塑性変形領域から弾性変形領域に
移行してしまうので、前記スクイーズ圧を解除した時点
で、鋳型の枠厚は鋳物砂の弾性によって膨張してしまう
こととなる。

そこで、このような不具合を解消するための対策とし
て、システム駆動時における大気及び鋳物砂の温度、温
度等を測定し、該測定結果に応じて前記スクイーズ圧を
可変調整することにより鋳物砂が弾性変形領域へ移行し
ないようにする方法が思料された。しかしながら、作業
環境等からして上記方法は現実には実行することが不可
能であった。

そのため、上述したごとき従来の鋳型枠厚の測定方法
を採用したのでは、より正確な鋳型の枠厚を測定するこ
とができないのみならず、注湯時に、個々の鋳型の湯受
口と自動注湯装置の注湯口との位置ずれがないように制
御することは事実上困難であった。

従って本発明は、上記に鑑みて創案されたものであっ
て、その目的は、鋳物砂の弾性変形に起因する鋳型の枠
厚の測定誤差を解消せしめることによって、注湯時に、
個々の鋳型の湯受口と自動注湯装置の注湯口との位置ず
れがないように制御することが可能な鋳造システムを提
供することである。

課題を解決するための手段 上記目的は、本発明に係る造形装置によって達成され
る。要約すれば本発明は、鋳型を形成して逐次送り出す
造形装置と、前記造形装置より送り出された鋳型群を受
けてこれを間欠的に搬送する搬送装置と、前記搬送装置
によって搬送されてきた前記鋳型群を形成している各鋳
型に対して順次注湯を行なう自動注湯装置とを備えた鋳
造システムにおいて、略垂線状に延在している案内機構
と、前記案内機構内を往復動自在に形成されている鋳型
送出機構と、前記案内機構内の所定位置に出没自在で且
つ前記鋳型送出機構と協働して鋳型の造形を行なう位置
決め部材と、前記鋳型送出機構の移動量に応じた電気信
号を出力する鋳型送出機構移動量検知手段とを有し、前
記案内機構の前記位置決め部材よりも鋳型送出方向下流
側の任意の検知位置を、前記鋳型の鋳型送出方向下流側
端面が通過したときに所定の検出信号を出力する鋳型端
面検知手段と、前記検知位置を、前記鋳型送出機構の鋳
型送出方向下流側端面が通過したときに所定の検出信号
を出力する鋳型送出機構端面検出手段とを有し、前記鋳
型端面検知手段から所定の検出信号が出力されてから前
記鋳型送出機構端面検知手段が所定の検出信号を出力す
るまでの間における前記鋳型送出機構移動量検知手段か
ら出力された電気信号の計数値を求めるとともに該計数
値に基づいて前記造形された個々の鋳型の枠厚を検知し
て前記自動注湯装置を駆動し注湯を行なうようにしたこ
とを特徴とする鋳造システムである。

実施例 以下、図面により本発明の一実施例について説明す
る。

第４図は、本発明の一実施例に従う鋳造システムを示
す。本発明の一実施例に従う鋳造システムの概要は、第
４図を参照して明らかなように、造形装置即ち無枠造形
装置51と、搬送始端側が前記無枠造形装置51の鋳型送出
側と当接している直線状の搬送装置即ち鋳型搬送装置53
と、前記鋳型搬送装置53と近接して該鋳型搬送装置53に
沿って配設されている軌状部55と、前記軌状部55上を往
復動自在な自動注湯装置57とから成っているものであ
る。前述した造形装置51は、鋳型の材料となる各種鋳物
砂に、第１図、第２図にて示すような鋳型送出機構即ち
プッシャー203及び第１金型207aと、位置決め部材即ち
第２金型207bとが協働して適当な大きさの成形圧力を加
えることによって鋳型Ｍを造形し（例えば第４図にて図
示するごとき鋳型、、、、、、、及び
）、第４図太線矢印Ｓにて示す送りストロークで該造
形した鋳型Ｍを連続的に前記鋳型搬送装置53上へと送出
するようになっている。（前記プッシャー203を始めと
する各々の部材については、後に詳述する。）これとと
もに前記無枠造形装置51の近傍には、後に詳述するよう
に、鋳型送出機構移動量検知手段即ち第１パルスエンコ
ーダ209を始め、鋳型端面検知手段即ち投光用透過形光
電管B1及び受光用透過形光電管B1′、鋳型送出機構端面
検知手段即ち反射形光電管B2が第１図、第２図、第３図
にて図示するごとき態様で設けられている。前記鋳型搬
送装置53は、例えば電動機（図示しない）のごとき鋳型
搬送装置駆動手段によって駆動され所謂連続モールドラ
インと称せられる複数の鋳型（第４図、鋳型〜）を
第４図右方向へと連続的に間欠搬送することが可能な各
種コンベア（図示しない）を具備している。前記自動注
湯装置57は、該自動注湯装置57に取り付けられている例
えば電動機のごとき注湯装置駆動手段59によって前記軌
条部55上を往復動するようになっている。前記自動注湯
装置57の構成は、既に当業者において周知のものとし得
るが、本発明の一実施例に従う鋳造システムにおいて用
いられている自動注湯装置57には、特公昭52−9580号及
び特公昭55−46272号公報にて開示されている注湯方法
及び注湯取鍋が好適に使用されている。前記鋳型搬送装
置53を介して前記軌条部55が設けられている側と反対の
側には、前記軌条部55と対向して注湯実施位置確認装置
61が設けられている。

更に前記注湯実施位置確認装置61の配設位置について
詳述すれば、該装置61の配設位置は、前記無枠造形装置
51の鋳型送出側を計測原点P1として該原点P1から距離Ｌ
だけ離間した注湯実施原点P2を基準として設定されてい
る注湯可能区間l₀がカバーできる位置に設定されてい
る。前記注湯実施位置確認装置61は、前記鋳型搬送装置
53に沿って配設されている案内軌条部63、動力伝達部65
と、前記案内軌条部63上に設けられ前記動力伝達部65を
介して与えられる動力によって前記案内軌条部63上を往
復動する可動体67と、前記動力伝達部65の一端側に設け
られている電動機のごとき駆動手段69と、前記駆動手段
69に取り付けられ該駆動手段69の駆動状態を検知する第
２パルスエンコーダ71と、前述した可動体67に取り付け
られている注湯を実施すべき鋳型の湯受口の現在位置を
確認する鋳型位置確認センサ73及び前記自動注湯装置57
の出湯口の現在位置を確認する自動注湯装置位置フィー
ドバック制御用センサ75とで構成されている。本実施例
においては、案内軌条部63、動力伝達部65、可動体67、
駆動手段69、第２パルスエンコーダ71、鋳型位置確認セ
ンサ73の各部材が注湯時における鋳型位置を検知するた
めの手段を構成している。前記自動注湯装置位置フィー
ドバック制御用センサ75と、前記鋳型位置確認センサ73
を除外した各部材とが注湯時における自動注湯装置57の
位置を検知するための手段を構成している。前記二種の
検知手段がセンサ73とセンサ75を除いて互いに前記注湯
実施位置確認装置61を構成している各部材の共用するよ
うにしている。なお、上記二種のセンサ73,75の設置態
様は、上述した態様のみに限定されるものではない。例
えば自動注湯装置位置フィードバック制御用センサ75を
自動注湯装置57側に前述したのと同様な態様にて配設す
ることとしても差支えなく更には、別途不良枠か否かの
判定用センサ74を前記位置確認センサの周辺に配置する
こととしても差支えない。前述した三種のサンサ73、7
4、75には、既に公知のセンサで適用可能なものであれ
ばどんなものでも構わないが、一例としてCCD（電荷結
合素子）カメラのごときものが想定される。上述した各
種センサB1、B1′B2、209、71、73、74、75等から夫々
出力される検出信号は、夫々のセンサ情報として第５図
にて図示する制御系に入力され、一方、上記各駆動手段
59、69等は、前記制御系の制御下に置かれる。

前述した無枠造形装置51の構成について、更に詳述す
れば以下のようである。即ち、前記無枠造形装置51は、
第１図及び第２図を参照して明らかなように、主として
略直線状に延在している案内機構201と、前記案内機構2
01内を往復動自在に形成されている鋳型送出機構即ちプ
ッシャー203と、前記案内機構201内の所定位置に出没自
在で且つ前記プッシャー203と協働して鋳型205の造形を
行なう位置決め部材即ち第２金型207bと、前記プッシャ
ー203の移動量に応じた方形波パルス信号を出力するパ
ルスエンコーダ209等とを具備した構成となっている。
前記案内機構201は、略帯状に延設されているととも
に、支柱201b、201b等によって床面より所定高さにて支
持されている底板部201aと、前記底板部201aの長手方向
両側に夫々設けられている側板部201c、201cとから成っ
ている。前記案内機構201は、案内機構201の長手方向一
端側から来た構造が底板部201aと側板部201c、201cとで
略コ字形状を呈するように形成されている。前記プッシ
ャー203は、第１図及び第２図を参照して明らかなよう
に、全体的に略Ｔ字形状を呈しており、例えば、正逆回
転が自在な電動機のごとき駆動源と、該駆動源の回転軸
に支持されているスプロケットホイールと前記プッシャ
ー203の鋳型送出方向始端側に回転自在に取り付けられ
トルクリミッタの機能を具備しているスプロケットホイ
ールとに夫々巻回されているとともに前述した第１パル
スエンコーダ209にも巻回されているチェーン機構211と
によって、第１図、第２図左右方向に往復動が自在に構
成されている。

前述した内容から既に明らかであるが、本実施例で
は、前記第２の金型207bとともに、前記第２の金型207b
と略同様な形状を呈し第２金型207bよりも小さな第１の
金型207aが用いられている。該第１金型207aは、前記プ
ッシャー203とともに案内機構201の下流側開口部にまで
移動した後、前記プッシャー203とともに第１図、第２
図左方にある原位置に復帰するようになっている。前記
第２金型207bは、第１図を参照して明らかなように、第
１図、第２図に図示した案内機構201内部の所定位置に
て該案内機構201内に出没自在なように構成されてい
る。即ち、前記第２金型207bは、その一端側（第１図上
側）が回転軸208、208によって支持されていて、該回転
軸208、208と連繋している電動機（図示しない）のごと
き駆動手段によって第１図矢印方向に揺動せしめられる
ようになっている。前記第２金型207bは、鋳造造形時に
おいては、第１図実線にて示した位置にあり、鋳型Ｍが
造形された時点で、前記鋳型Ｍ、第１金型207a及びプッ
シャー203が案内機構201内を第１図、第２図右方向にス
ムーズに移動可能なように、底板部201aと略平行になる
位置（第１図一点鎖線にて示した位置）にまで上動せし
められるものである。前記第２金型207bは、前記鋳型Ｍ
と第１金型207aとプッシャー203とが案内機構201の下流
側開口部に向って移動し、第１金型207aとプッシャー20
3とが前述した原位置にまで復動すると、直ちに前述し
た駆動手段によって下動せしめられて案内機構201内に
出現し、次の鋳型の造形作業に備えることとなる。

更に、本発明の一実施例に従えば、前記案内機構201
の前記第２金型207bよりも鋳型送出方向下流側の任意の
位置には、前記位置を、前記鋳型Ｍの鋳型送出方向下流
側端面が通過したときに所定の検出信号を出力するよう
になっている一対の投光用透過形光電管B1と受光用透過
形光電管B1′とが設けられている。又、前記検知位置
を、前記第１金型207aの鋳型送出方向下流側端面が通過
したときに、所定の検出信号を出力する反射形光電管B2
も設けられている。前述した投光用透過形光電管B1と前
記受光用透過形光電管B1′とは、第１図、第２図、第３
図にて図示するように、前記案内機構201を介して対向
して配設されている。投光用透過形光電管B1、受光用透
過形光電管B1′は、側板部201c、201cに互いに対向して
形成されている略コ字形状の切欠部に臨ませて設けられ
ている。更に、前記反射形光電管B2は、前記投光用透過
形光電管B1が設けられている側の切欠部内の前記投光用
透過形光電管B1の直上部に設けられている。前記受光用
透過形光電管B1′は、前記鋳型Ｍの鋳型送出方向下流側
端面が前記位置を通過することにより、投光用透過形光
電管B1から照射される光線が遮断されると所定の電気信
号を出力するようになっている。前記反射形光電管B2
は、光線反射率の高い金属で形成されている第１金型20
の7aの鋳型送出側端面が前記位置を通過することによ
り、外部に向けて照射した光線が該端面に当ってその反
射量が増大したことを検知すると、所定の電気信号を出
力するようになっている。本実施例においては、前記投
光用透過形光電管B1、受光用透過形光電管B1′及び反射
形光電管B2は、案内機構201内の第２金型207bの配設位
置よりも鋳型送出方向下流側の領域に設けることとして
いるが、造形装置51内の該領域のみならず、鋳型搬送装
置53の後述する注湯可能区間よりも鋳型搬送方向上流側
の領域に設けることとしても差支えない。

本実施例においては、前記パルスエンコーダ209から
出力される方形波パルス信号を始め、受光用透過形光電
管B1′からの出力信号及び反射形光電管B2からの出力信
号は、後述する第５図にて示されるＨ幅演算出力手段５
に入力され、該Ｈ幅演算出力手段５が前記各種出力信号
に基づいて個々の鋳型Ｍの鋳型枠厚Ｈを求めるようにし
ている。即ち、造形時の鋳型Ｍの枠厚と、造形後の該鋳
型Ｍの枠厚Ｈとの間には、前述した理由によって誤差
（0.5〜2mm程度）が生ずる。そこで、鋳型造形時ではな
く前記受光用透過形光電管B1′より所定の信号が出力さ
れた時点から前記反射形光電管B2より所定の信号が出力
された時点までの間に第１パルスエンコーダ209から出
力された方形波パルス信号の数（該方形波パルス信号の
数は、前記時間内でのプッシャー203及び第１金型207a
の移動量に相当する）を計数するごととし、この得られ
た計数値を、鋳型Ｍの枠厚Ｈとすることとした。このよ
うな演算処理を行なうことにより、枠厚測定時における
鋳型Ｍの枠厚と注湯時における前記鋳型Ｍと同一の鋳型
Ｍの枠厚との間に生ずる誤差を解消することが可能とな
った。なお、上述したＨ幅演算出力手段５が造形後の鋳
型Ｍの枠厚Ｈを求めるアルゴリズムは、鋳型造形直後の
第１金型207aから第２金型207bに至る距離をＤ、第１金
型207aの厚みをａ、第２金型207bの厚みをａ′としたと
きに、第１金型207aと第２金型207bとによって挟まれて
いる鋳型Ｍの枠厚Ｈを求めるアルゴリズム Ｈ＝Ｄ−
（ａ＋ａ′）・・・と等価である。

第５図は、本発明の一実施例に従う連続鋳造システム
に使用される制御系を中心とした回路構成を示す。本発
明の一実施例に従う連続鋳造システムおける回路構成の
概要は、第５図を参照して明らかなように、制御部110
と、注油実施位置補正装置12とから成る。前記制御部11
0は、前述した第１パルスエンコーダ209から出力される
方形波パルス信号を加算してその加算値が前記第４図に
て図示した距離Ｌを超えたときに、現在注湯を実施して
いる鋳型の次に注湯を実施する鋳型の湯受口の注湯実施
時の位置を予測するものである。前記制御部110は、既
に述べたＨ幅演算出力手段５、Ｈ幅記憶保持手段６、信
号部７、Ｎ枠数判別器８、比較演算装置10及び移動距離
出力装置11とから成る。前述したＨ幅演算出力手段５
は、既に説明したようなプロセスで、前記受光用透過形
光電管B1′、反射形光電管B2、第１パルスエンコーダ20
9から夫々出力された電気信号を採り込んで第１図、第
２図、第４等に図示した無枠造形装置51にて逐次造形さ
れる鋳型Ｍの搬送方向の枠厚Ｈをその都度演算し、該演
算した値を出力するものである。前記Ｈ幅記憶保持手段
６は、前記Ｈ幅演算出力手段５から逐次出力される各々
の鋳型毎のＨ幅データを新たな鋳型のＨ幅データが前記
Ｈ幅演算出力手段５から与えられるまでの間だけ保持し
続け、新たなＨ幅データが与えられたときには、前記保
持していたＨ幅データを出力するようになっている。前
記信号部７は、前記Ｈ幅記憶保持手段６から順次出力さ
れる各鋳型のＨ幅データを受けてこれらを加算するとと
もに該加算値をＮ枠数判別器８に対して出力するように
なっている。信号部７は、該加算値が予め設定された鋳
型の枠数分に達したことを報知する信号が前記Ｎ枠数判
別器８より与えられたときに、該加算値データを出力す
るように構成されている。前記Ｎ枠数判別器８は、前記
第１図等に図示する無枠造形装置51の鋳型送出側を計測
原点P1として、該計測原点P1から基準距離Ｌだけ離間し
ている注湯原点P2を基準として設定された注湯可能区間
l₀内に到達している未注湯の鋳型の枠数Ｎ（本実施例で
は鋳型〜の７枠）データを予め記憶している。前記
Ｎ枠数判別器８は、該枠数Ｎデータと前記信号部７から
出力される加算値データとを比較して、該加算値が該枠
数Ｎ分に相当する値となったことを認識した時点で前記
信号部７に報知信号を出力するものである。比較演算装
置10は、前記Ｈ幅記憶保持手段６から出力される前述し
たごときＨ幅データを逐次加算するとともに、該Ｈ幅デ
ータの加算値と該信号部７から出力された該信号部７に
おける加算値データとの比較演算の結果に基づいて現在
注湯実施中の鋳型の次に注湯を実施する鋳型の注湯実施
位置を予測する。比較演算装置10は、該予測の結果に従
って移動距離出力装置11に対し前記第４図にて図示した
駆動手段69を駆動させるべく駆動指令信号を出力するこ
とによって駆動手段69を駆動せしめるようになってい
る。比較演算装置10は、第２パルスエンコーダ71から出
力された信号を加減算することによって可動体67の現在
位置を認識し、該認識した可動体67の現在位置が予測し
た位置と一致した時点で前記駆動手段69の駆動を停止せ
しめるように構成されている。

前記注湯実施補正装値12は、前記比較演算装置10から
出力された注湯実施指令信号を入力すると、前記移動距
離出力装置11に対して前記比較演算装置10から出力され
た駆動指令信号を参酌して前記注湯装置駆動手段59に駆
動指令信号を出力するものである。注湯実施補正装値12
は、自動注湯装置位置フィードバック制御用センサ75、
鋳型位置確認センサ73から夫々出力される検出信号によ
って前記自動注湯装置57の出湯口が次に注湯を受ける鋳
型の注湯口の位置と一致したことを認識した時点で、前
記駆動手段59の駆動を停止せしめるように構成されてい
る。

次に、上述した構成の制御系の制御動作について説明
する。

第４図にて図示するように注湯可能区間l₀内にある鋳
型の搬送方向枠厚をＡとし、該鋳型と続く鋳型の
搬送方向枠厚をＢとし、以下鋳型のそれをＣとして順
次図示のごとく仮定して無枠造形装置51にて造形された
直後の鋳型の搬送方向の枠厚をＨと仮定すれば、前述
した計測原点P1から現在注湯が実施されている鋳型の
注湯口までの距離L1は、 L1＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ＋Ｇ ・・・ にて表わすことができる。又、前記計測原点P1から前記
鋳型と続く鋳型の注湯口までの距離L2は、 L2＝（L1−Ａ）＋Ｈ ・・・ にて表わすことができる。更に、第４図から明らかなよ
うに、 l1＝L1−Ｌ ・・・ l2＝L2−Ｌ ・・・ も成立する。よって、本実施例においては、無枠造形装
置51にて逐次造形された鋳型の搬送方向枠厚を、前記Ｈ
幅演算出力手段５が受光用透過形光電管B1′、反射形光
電管B2、第１パルスエンコーダ209から夫々出力される
信号に基づいて求め、前記Ｈ幅演算出力手段５から出力
された鋳型の搬送方向枠厚Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ
を示す電気信号を信号部７にて加算し、加算値が前述し
たL1（L1＞Ｌ）になったところで最初の鋳型に対して
注湯が実施されることがわかる。このうように、最初の
鋳型に対する注湯を実施中に、該鋳型の次に注湯を
実施すべき鋳型の注湯実施位置を予測するプロセス
は、以下に説明するごとくなる。第４図にて図示するよ
うに、鋳型の注湯実施位置をと仮定すれば、鋳型
に対して注湯を実施中の自動注湯装置57の現在位置から
上記注湯実施位置までの自動注湯装置57の移動距離ｌ
は、 ｌ＝l2−l1 ・・・ にて表わすことができる。よって、該式にて前述した
式、式を夫々代入すれば、 ｌ＝L2−L1＝Ｈ−Ａ・・・が得られることがわかる。

（イ）ここで、ｌ＝０（即ち、Ｈ＝Ａ）であるならば、
前記第４図にて図示する注湯位置確認装置61における可
動体67の位置は、第４図にて図示した現位置のままでよ
いこととなり、可動体67が移動しない以上自動注湯装置
57も移動させる必要がないこととなる。従って、制御系
を構成している注湯実施位置補正装置12、は鋳型に対
する注湯が終了して次の鋳型が鋳型の注湯実施位置
と略同じ位置へと移動する間欠搬送終了時に、比較演算
装置10を介して注湯位置確認装置61の第２パルスエンコ
ーダ71から出力される信号、鋳型位置確認センサ73から
の出力信号、自動注湯装置位置フィードバック制御用セ
ンサ75からの出力信号等を採り込んで再度自動注湯装置
57の出湯口と鋳型の湯受口との相対位置関係を確認し
た後、直ちに鋳型に対する注湯を実施することとな
る。

（ロ）ｌ＞０（即ち、Ｈ＞Ａ）であるならば、前記第４
図にて図示する可動体67の位置は、第４図右方向に（Ｈ
−Ａ）だけ移動させる必要がある。そのため、制御部11
0の比較演算装置10は、移動距離出力装置11に対して注
湯位置確認装置61の可動体67を（Ｈ−Ａ）分だけ第４図
右方向に移動せしめるべく駆動指令信号を出力し、自動
注湯装置57についても、第４図にて図示する位置におい
て鋳型に対する注湯が終了した時点で注湯位置補正装
値12から出力される駆動指令信号に従って前記自動注湯
装置駆動手段59を駆動せしめる。これによって前記可動
体67の停止位置と対向する位置まで自動注湯装置57を移
動させた後、以下（イ）と同様なプロセスで鋳型に対
する注湯実施することとなる。

以上説明したように、本発明に従う一実施例によれ
ば、無枠造形装置51にて新たな鋳型が造形された後に、
即ち鋳型の弾性変形後に前述したごとき態様で前記鋳型
の枠厚Ｈを求めることによって測定時における鋳型の枠
厚と注湯時における前記鋳型の枠厚との間に生ずる誤差
を解消し、上述したごとき演算を行ない、現在注湯中の
鋳型の次に注湯を実施すべき鋳型の注湯実施位置を予測
して、該予測した注湯実施位置に注湯位置確認装置61の
可動体67をまず移動させ、次いで注湯作業が完了した時
点で自動注湯装置57を、前記可動体67の停止位置と対向
する位置へと次に注湯を実施すべき鋳型が前記予測した
位置へ鋳型搬送装置53によって間欠的に搬送される以前
又は搬送中に前もって移動せしめることができる。ま
た、かりに鋳型群の鋳型搬送装置53上における載置の態
様が、各鋳型間に多少の間隙を生ずるようなランダムな
状態であったとして、次に注湯すべき鋳型が停止したと
き、鋳型位置確認センサと湯受口の位置が一致しない場
合は、鋳型側のマークがすでに確認センサを通り過ぎて
いれば右方へ又、通り過ぎずに停止していれば左方へ夫
々サーチングする。前記サーチングにより、位置をみつ
けるとともに前述した第２パルスエンコーダ71からの出
力信号、鋳型位置確認センサ73からの出力信号、注湯装
置位置フィードバック制御用センサ75からの出力信号に
基づいて、注湯実施位置補正装置12が自動注湯装置57の
出湯口を次に注湯を実施すべき鋳型の湯受口の位置に一
致せしめるように前記駆動手段59を駆動するように補正
する。注湯実施位置補正装置12による上記補正によっ
て、溶湯を該鋳型の湯受口に対して確実に供給すること
ができ、高温の溶湯が鋳型の周辺に溢れ出るがごとき危
険を回避することができる。

上述した本発明に従う一実施例は、第４図を参照して
明らかなように、前記計測原点P1から数えて鋳型の７枠
目を注湯可能区間して設定した場合について説明したも
のであるが、使用砂の有効利用を図るために製品の厚み
に応じて搬送方向枠厚の幅（即ちＨ幅）を無段階に変化
できる構造の一般的な無枠造形装置51にあっては、上記
Ｈ幅の変化の割合はかなりの大きさとなる。このような
Ｈ幅の変化は、一般に、無枠造形装置における鋳型の造
形の最大能力幅をHmaxとし、最小能力幅をHminとすれ
ば、最大能力幅Hmaxと最小能力幅Hminとの間に の関係が成立する程大きなものとなる。

そこで、このようなＨ幅の変化に対し、前記第４図に
て図示したl₀のごとき注湯可能区間を設定して前述した
ごとき方法にて注湯実施位置の制御を行なおうとする
と、例えば、前記Ｈ幅が大きくなった場合に次に注湯を
実施すべき鋳型の注湯実施位置はＨ−Ａ分だけ第４図
右方向へとずれることとなる。同様に鋳型の注湯実施
位置については、Ｈ−Ｂ分だけ、又鋳型の注湯実施位
置についてはＨ−Ｃ分だけ第４図右方向へとずれて鋳型
の注湯実施位置についてはＨ−Ｇ分だけやはり第４図
右方向へとずれることとなる。そのため、結局注湯可能
区間l₀をL/2だけ余分に必要とすることとなって、該Ｌ
の値が大きい場合には注湯ゾーンが長くなり設備に多大
なコストを要することとなる。よって、このように、Ｌ
の値が大きな場合でも設備に多大なコストを要すること
なく有効に対処できる方法については以下に記載する。

今、第４図にて図示した鋳型搬送装置53のＬの範囲内
にある鋳型〜枠までの平均枠幅をＷとし（鋳型枠
以降は製品内容が変ったものと想定する）、現在無枠造
形装置51にて造形中の枠の幅ＨをＨ＝1/2Wと仮定した場
合を考えてみる。前述した式から L1＝７×Ｗ ・・・ が得られ、又、前記（２）式から L2＝（７−１）・Ｗ＋1/2W＝6.5W ・・・ が得られる。同様にして L3＝（6.6−１）・Ｗ＋1/2W＝6W ・・・ が得られ、上記、、式より、鋳型が鋳型搬送装置
53にて１枠分間欠搬送される毎に注湯実施位置は1/2W幅
分だけ第４図左方向へと移動することとなる。この現象
は、鋳型７枠分が上記鋳型搬送装置53にて第４図右方向
に間欠搬送される間継続されて、結局７枠目の鋳型に注
湯が実施されるときには注湯実施位置は鋳型3.5枠分だ
け第４図左方向へと移動することとなる。一方、上記と
は反対に鋳型〜の搬送方向枠幅が1/2Wで鋳型枠以
降の枠幅ＨがＨ＝Ｗである場合には、前記第４図にて図
示した注湯可能区間l₀は原理上拡大することとなる。即
ち、前記第４図にて図示した計測原点P1より注湯実施位
置までの鋳型枠数をＮとし、又、鋳型１枠分の最大可変
幅をＷとすれば、前述した注湯可能区間l₀は、 l₀＝Ｎ×Ｗ ・・・ にて表すことがでる。該式から明らかなように、Ｎの
値が増加すればするほどl₀の値も増加し、従ってl₀にて
示す注湯可能区間も拡大することとなる。

そこで、このような欠点を改善するために、注湯可能
区間l₀を、l₀＝Hmaxに設定するとともに、まず前述した
鋳型の搬送方向枠幅Ａと鋳型の搬送方向枠幅Ｈとを
前述した比較演算装置10にて比較する。該比較の結果、
Ａ＞Ｈのときには、 （ａ）Ａ−Ｈ≦l1ならば自動注湯装置57をＡ−Ｈだけ現
在位置から第４図左方向へと移動せしめ、 （ｂ）Ａ−Ｈ＞l1ならば一回注湯を実施するのを見送る
こととする。

一方、上記比較の結果、Ａ＜Ｈのときには、 （ｃ）Ｈ−Ａ≦l₀−l1ならび自動注湯装置57をＨ−Ａ分
だけ現在位置から第４図右方向へと移動せしめ、 （ｄ）Ｈ−Ａ＞l₀−l1ならば無枠造形装置51による鋳型
の鋳型搬送装置53への送出動作を開始する前に、自動注
湯装置57をＡだけ現在位置から第４図左方向へと移動さ
せて再度注湯を実施せしめる。そしてその後、前記無枠
造形装置51から次に送出される鋳型の搬送方向枠幅の大
きさに応じて自動注湯装置57を右方向へ移動せしめる。
なお、サイクルタイムの制約上、重量のある自動注湯装
置をわずかな時間に大きく移動させることが困難な場合
には、例えば、自動注湯装置の出湯口から流出する溶湯
を受ける鋳型搬送装置の搬送方向に長尺の樋と、該樋を
鋳型搬送装置の長手方向に沿って往復動させる樋駆動装
置とを設けて対応することも可能である。

以上説明したプロセスを実行することによって注湯可
能区間l₀を、l₀＝Hmaxに設定することができ、上述した
ように、鋳型の枠幅が大きく変化する場合にも、充分に
対処することが可能である。

なお、上記説明は、自動注湯装置57を鋳型搬送装置53
に沿って往復動させることが可能に構成された実施例に
関するものであったが、本発明は上記実施例のみに適用
範囲が限定されるものではなく、個々の鋳型の枠厚の測
定が極めて高精度に実施できるようになったので、プッ
シャー203の移動量を前述した演算に基づいて補正すれ
ば、自動注湯装置57を、予め設定された注湯点に固定さ
せたままで注湯作業を行なう構成の鋳造システムにも適
用することが可能となった。

発明の効果 以上説明したように、本発明によれば、鋳物砂の弾性
変形に起因する鋳型の枠厚の測定誤差を解消せしめるこ
とによって、注湯時に、個々の鋳型の湯受口と自動注湯
装置の注湯口との位置ずれがないように制御することが
可能な鋳造システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に従う鋳造システムが具備
している無枠造形装置を示す部分斜視図である。 第２図は、本発明の一実施例に従う鋳造システムが具備
している無枠造形装置を示す部分平面図である。 第３図は、本発明の一実施例に従う鋳型と投光用透過形
光電管、受光用透過形光電管、反射形光電管との関係を
示した縦断面図である。 第４図は、本発明の一実施例に従う鋳型システムの構成
を示す部分平面図である。 第５図は、本発明の一実施例に従う鋳造システムに使用
される制御系を中心とした回路構成を示すブロック図で
ある。 51:無枠造形装置 53:鋳型搬送装置 57:自動注湯装置 201:案内機構 203:プッシャー 207a:第１金型 207b:第２金型 209:第１パルスエンコーダ B1:投光用透過形光電管 B1′：受光用透過形光電管 B2:反射形光電管 M:鋳型

フロントページの続き (72)発明者 大橋 一彦 愛知県名古屋市守山区本地ケ丘1701番地 (56)参考文献 特開 昭64−66065（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−140908（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−133865（ＪＰ，Ａ) 特公 昭49−16173（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭49−16172（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】鋳型を形成して逐次送り出す造形装置と、
   前記造形装置より送り出された鋳型群を受けてこれを間
   欠的に搬送する搬送装置と、前記搬送装置によって搬送
   されてきた前記鋳型群を形成している各鋳型に対して順
   次注湯を行なう自動注湯装置とを備えた鋳造システムに
   おいて、前記造形装置は、略直線状に延在している案内
   機構と、前記案内機構内を往復動自在に形成されている
   鋳型送出機構と、前記案内機構内の所定位置に出没自在
   で且つ前記鋳型送出機構と協働して鋳型の造形を行なう
   位置決め部材と、前記鋳型送出機構の移動量に応じた電
   気信号を出力する鋳型送出機構移動量検知手段とを有
   し、前記案内機構の前記位置決め部材よりも鋳型送出方
   向下流側の任意の検知位置を、前記鋳型の鋳型送出方向
   下流側端面が通過したときに所定の検出信号を出力する
   鋳型端面検知手段と、前記検知位置を、前記鋳型送出機
   構の鋳型送出方向下流側端面が通過したときに所定の検
   出信号を出力する鋳型送出機構端面検出手段とを有し、
   前記鋳型端面検知手段から所定の検出信号が出力されて
   から前記鋳型送出機構端面検知手段が所定の検出信号を
   出力するまでの間に、前記鋳型送出機構移動量検知手段
   から出力された電気信号の計数値を求めるとともに該計
   数値に基づいて前記造形された個々の鋳型の枠厚を検知
   して前記自動注湯装置を駆動し注湯を行なうようにした
   ことを特徴とする鋳造システム。
2. 【請求項２】前記鋳型端面検知手段は、前記案内機構の
   前記位置にて、前記案内機構を介して対向して配設され
   ている投光用の透過形光電管と受光用の透過形光電管に
   よって構成されており、前記鋳型送出機構端面検知手段
   は、前記投光用の透過形光電管の略直上部に配設されて
   いる反射形光電管である特許請求の範囲第１項記載の鋳
   造システム。
3. 【請求項３】前記鋳型送出機構は、圧力等によって駆動
   されるプッシャーと、該プッシャーに一体的に取り付け
   られた金型とを有しており、前記鋳型送出機構端面検知
   手段は、前記金型の鋳型送出方向下流側端面を検知した
   ときに所定の検出信号を出力するようになっている特許
   請求の範囲第１項又は第２項に記載の鋳造システム。
4. 【請求項４】前記鋳型送出機構移動量検知手段は、前記
   チェーン機構に巻回されていて、該チェーン機構によっ
   て回転されるパルスエンコーダである特許請求の範囲第
   １項〜第３項のいずれかの項に記載の鋳造システム。