JP2856267B2 - 塗型膜厚の測定方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鋳造用金型の表面に塗
布される塗型の膜厚の測定方法に関し、とくに非接触で
塗型の膜厚を求めることが可能な測定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】金型によるアルミ合金鋳造の鋳造作業に
おいては、鋳造品の品質向上のために金型の表面に塗型
剤が塗布される。金型に塗布された塗型剤の膜厚は鋳物
の品質に大きく影響するので、金型への塗型塗布作業は
重要な作業となっている。塗型剤の膜厚の管理は、膜厚
計による塗型膜厚の計測により行なわれており、非破壊
式の膜厚計測としては、たとえば電磁式、渦電流式、永
久磁石式等のものが知られている。非破壊式の計測の場
合は、塗型膜を破損しないので、計測部分に鋳造欠陥が
生じることはない。なお、塗型剤の膜厚管理に関連する
先行技術として、金型単位面積当りのコーティング量を
算出する装置が知られている（実開昭６１−８７６４０
号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、非破壊
式の膜厚計測の場合でも、膜厚センサを塗型膜の表面に
接触させる必要があり、つぎのような問題が生じる。 計測部分である塗型膜の表面が平坦でないと正確な
値が得られない。 金型の形状が複雑な場合等には、スペースの関係か
ら膜厚センサを所定の向きにセットすることが困難とな
り、計測スペースが狭い部分の膜厚測定は不可能とな
る。 膜厚センサを塗型膜表面に接触させるため、多少な
りとも塗型膜表面に圧痕が残り、たとえばアルミホイー
ル等の鋳造品の場合は、意匠面にその圧痕が発生するお
それがあり、品質上問題が残る。 膜厚センサを塗型膜表面へ押圧する時の力の大小に
よって、測定値が変化するため、膜厚の測定値にバラツ
キが生じる。

【０００４】本発明は、金型の表面に塗布された塗型の
膜厚を非接触で正確に求めることが可能な測定方法を提
供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明はつぎの通りである。（１） 塗型が塗布される前の金型の温度を計測し、塗
型の塗布によって金型に形成された塗型膜の表面温度を
非接触で計測し、室温を計測し、前記金型の温度と、前
記塗型膜の表面温度と、前記室温と、実験によりあらか
じめ求めた、金型から塗型膜への伝熱係数Ｋ ₁ '（＝１／
Ｋ ₁ ）、塗型膜の熱伝導率（λ）、塗型膜表面の放熱熱
伝達率（α）に基づいて演算処理を行うことにより、前
記金型に形成された塗型膜の膜厚を求めることを特徴と
する塗型膜厚の測定方法。（２） 塗型が塗布される前の金型の温度を計測し、塗
型の塗布によって金型に形成された塗型膜の表面温度を
非接触で計測し、室温を計測し、前記金型の温度 と、前
記塗型膜の表面温度と、前記室温と、に基づいて、実験
によりあらかじめ求めた、金型温度と塗型の表面温度の
温度差−塗型膜厚−室温グラフから、前記金型に形成さ
れた塗型膜の膜厚を求めることを特徴とする塗型膜厚の
測定方法。

【０００６】

【作用】このように構成された、塗型膜厚の測定方法に
おいては、まず、塗型が塗布される前の金型の温度が計
測される。その後、塗型の塗布によって金型に形成され
た塗型膜の表面温度が非接触で計測される。室温も計測
される。そして、金型の塗型の塗布前の温度、塗型膜の
温度と室温に基づいて、実際に金型に塗布された塗型の
膜厚が求められる。

【０００７】

【実施例】まず、本発明実施例の周辺技術について図面
を参照して、説明する。

【０００８】図１ないし図４は、本発明実施例の周辺技
術に係わり、塗型膜厚の良否判定方法の例を示してい
る。図中、１はアルミ合金鋳物の鋳造に用いられる金型
を示している。金型１の表面には、塗型５の塗布によっ
て塗型膜６が形成されている。金型１の斜め上方には、
産業用ロボット１１が配置されている。産業用ロボット
１１は、ロボット本体１２とロボットコントローラ１３
から構成されている。ロボット本体１２は、支持架台１
４に固定されている。ロボット本体１２の先端部は、ロ
ボットコントローラ１３からの移動情報（移動方向、移
動距離）に基づいて、所定量だけ移動するようになって
いる。ロボット本体１２のアームの先端には、塗型５が
噴射されるノズル１６が取付けられている。ノズル１６
は、ロボット本体１２の移動に伴って上下、左右方向に
移動可能となっており、これにより塗型５の金型１への
吹付けが行なわれる。

【０００９】金型１の直上には、赤外線カメラ２１が配
置されている。赤外線カメラ２１は、金型１の塗型５が
塗布される表面を写すようになっている。赤外線カメラ
２１は、金型１に形成された塗型膜６の表面温度を熱画
像データＳ₁ として計測する機能を有している。赤外線
カメラ２１からの熱画像データＳ₁ は、熱画像処理手段
２２に入力されるようになっている。熱画像処理手段２
２は、熱画像データＳ₁ を温度に応じた数値に変換する
機能を有している。

【００１０】熱画像処理手段２２は、インタフェース２
５を介して演算手段３１と電気的に接続されている。ま
た、熱画像処理手段２２には、熱画像表示手段２３が接
続されている。熱画像表示手段２３は、たとえばブラウ
ン管（ＣＲＴ）から構成されている。演算手段３１は、
ＣＰＵ（中央処理装置）から構成されている。演算手段
３１には、外部データとしての金型１の表面の基準熱画
像データＳ₂ が予め入力されている。この基準熱画像デ
ータＳ₂ は、実際の塗型の塗布作業条件と同一条件にお
いて、金型１の表面に最適な塗型膜６を形成させるため
の熱画像データである。この基準熱画像データＳ₂ は、
たとえば所定膜厚の塗型膜６が形成された状態でのデー
タを用いることができ、また塗布前の金型１の表面温度
を測定した熱画像データＳ₀ を補正して用いることもで
きる。演算手段３１は、赤外線カメラ２１で計測された
熱画像データＳ₁ と基準熱画像データＳ₂ とを比較し、
金型１に塗布された塗型５の膜厚が基準に達しているか
否かを判定する機能を有している。

【００１１】演算手段３１には、インタフェース２６を
介してロボットコントローラ１３が接続されている。演
算手段３１は、赤外線カメラ２１で計測された熱画像デ
ータＳ₁ と基準熱画像データＳ₂ とを比較した結果、塗
型５の膜厚が基準値に達していない場合は、ロボットコ
ントローラ１３にその旨の情報を出力し、ロボット本体
１２の移動による塗型の再塗布を実行させる機能を有し
ている。

【００１２】つぎに、塗型膜厚の判定方法について、図
２のフローチャートを参照して説明する。図２に示すよ
うに、ステップ１０１において判定処理が開始される。
これに先行して、塗型５を噴射するノズル１６がロボッ
ト本体１２によって移動され、金型１への塗型５の塗布
作業が開始される。ノズルから噴射された塗型５は、金
型１の表面に付着し、塗型膜６が形成される。図２のス
テップ１０２では、赤外線カメラ２１により金型１に形
成された塗型膜６の表面温度が計測される。金型１は、
最適な塗型膜６を形成するため約２００°Ｃに予熱され
ている。赤外線カメラ２１は、塗型膜６の表面温度を熱
画像データＳ₁ として計測し、この熱画像データＳ
₁ は、熱画像処理手段２２によって情報処理された後、
インタフェース２５を介して演算手段３１に入力され
る。

【００１３】ステップ１０３の処理が終了すると、ステ
ップ１０４に進み、演算手段３１によって、赤外線カメ
ラ２１で計測された熱画像データＳ₁ と基準画像データ
Ｓ₂とが比較される。つぎに、ステップ１０５におい
て、計測された熱画像データＳ₁ が基準画像データＳ₂
と一致すると判断された場合、つまり計測された熱画像
データＳ₁ から最良の塗型膜厚が形成されていると判断
された場合は、ステップ１１２に進み、処理は完了す
る。ステップ１０５において、計測された熱画像データ
Ｓ₁ が基準画像データＳ₂ と一致しないと判断された場
合、つまり、計測された熱画像データＳ₁ が基準画像デ
ータＳ₂ から外れる場合は、ステップ１０６に進み、塗
型膜厚の過不足部位の判定が行なわれる。この過不足部
位の判定は、図３および図４に示す手段によって行なわ
れる。この判定については、後述する。

【００１４】ステップ１０７においては、塗型膜厚が不
足しているか否かが判断される。ここで、塗型膜厚に不
足があると判断された場合は、ステップ１０９に進み、
不足部位に対する吹増し信号が演算手段３１からロボッ
トコントローラ１３に出力される。これにより、ロボッ
ト本体１２は、ノズル１６を移動させて膜厚不足の部分
の膜厚補正を開始する。塗型５の吹増しによる膜厚補正
が終了すると、ステップ１１１に進み、演算手段３１に
塗布完了信号を出力した後、ステップ１０２に戻る。こ
の処理は、塗型膜厚の不足部位がなくなるまで繰返され
る。

【００１５】ステップ１０７において、膜厚が不足して
いる部分がないと判断された場合は、膜厚が過剰である
ということになり、ステップ１０８に進み、過剰部位の
情報が表示手段２３に表示され、ステップ１１２で処理
は完了する。ステップ１０８において、塗型膜厚の過剰
部位の情報を表示するのは、その表示情報に基づいて作
業者に過剰部分の塗型を除去させ、適正な膜厚に修正さ
せるためである。

【００１６】このように、赤外線カメラ２１で金型１に
形成された塗型膜６の表面温度を熱画像データＳ₁ とし
て計測しているので、塗型膜６に接触することなく、塗
型膜厚の良否の判定が可能となる。したがって、塗型表
面に膜厚計測のための圧痕が残ることもなくなり、鋳造
品の品質を高めることが可能となる。また、１台の赤外
線カメラ２１で複数個所の膜厚の良否判定が可能になる
ので、複数のセンサによって膜厚を計測する場合に比べ
て、膜厚計測時間の短縮がはかれる。

【００１７】図３および図４は、塗型膜厚の過不足部位
の判定方法の一例を示している。図３の膜厚補正座標に
おける横軸Ｙ₁ 〜Ｙ₄ は、ロボット本体１２によって移
動されるノズル１６から噴射される塗型のスプレー中心
の軌跡を示している。赤外線カメラ２１からの熱画像デ
ータＳ₁ と基準熱画像データＳ₂ との比較により、たと
えば領域６ａ〜６ｄは膜厚が不足している部位であり、
領域６ｅは膜厚が過剰部位であることが判定可能とな
る。ここで得られた熱画像データにより、横軸Ｙ₁ 〜Ｙ
₄ の塗型スプレー中心の軌跡を重ね、塗型膜厚の不足あ
るいは過剰部分との交点の座標が求められる。図３にお
いては、不足部６ａとは座標Ｘ₁₁、Ｘ₁₂であり、不足部
６ｂとは座標Ｘ₁₃、Ｘ₁₄である。また、過剰部６ｅと
は、座標Ｘ₄₃、Ｘ₄₄である。これらのＸ座標は、ロボッ
ト本体１２の原位置あるいは金型１の特定ポイント等を
基準にして決定される。

【００１８】図３に示す座標を用いた膜厚の補正におい
ては、塗型膜厚に不足部分が生じているということで再
塗布指令が出されると、ロボット本体１２は塗型スプレ
ー中心点が座標Ｙ₁ 〜Ｙ₄ 上を移動するように予めティ
ーチングされた通りの動作を行なう。ロボットコントロ
ーラ１３は、演算手段３１の演算結果に基づいて各Ｘ座
標のポイントでノズル１６へ塗型を供給するバルブ（図
示略）の開閉を行ない、膜厚の不足部分に対してのみ塗
型の再塗布を実施する。たとえば、膜厚が不足している
領域６ａの場合では、ロボット本体１２が横軸Ｙ₁ に沿
って動作中、座標Ｘ₁₁でバルブの開弁によりノズル１６
から塗型５が噴射され、座標Ｘ₁₂でバルブの閉弁により
塗型５の噴射が停止される。なお、バルブの開、閉によ
る塗型５の塗布遅れを考慮し、ノズル１６の移動速度に
応じてバルブの開、閉を早目に行なうと、さらに精度の
高い補正が可能となる。また、上述したように、膜厚の
過剰領域６ｅについては、塗型の塗布完了時に横軸Ｙ₄
の座標Ｘ₄₃、Ｘ₄₄との間が膜厚過剰である旨の情報が出
力され、この情報により過剰領域の塗型膜６の除去作業
が行なわれる。

【００１９】図４は、ノズル１６から噴射される塗型の
スプレー幅等を基準にして金型１を縦、横の適当なピッ
チの分割線Ｙ₁ 〜Ｙ₇ および分割線Ｘ₁ 〜Ｘ₁₁で分割
し、塗型膜厚に異常がある部分の交点を抽出してその交
点に適当な順位を与え、その順位に従って塗型膜厚を補
正する方法を示している。塗型膜厚の不足部分６Ｃでの
補正方法の例は以下の通りである。領域内に含まれる交
点はＰ₇ 〜Ｐ₂₂であり、交点の順位はＹの小さい方から
順にＸの小さい方の交点を上位とする。具体的には領域
に含まれる交点でＹが１番小さいものは分割線Ｙ₃ であ
り、この分割線Ｙ₃ の線上でＸの小さい方からとなると
分割線Ｘ₅、Ｘ₆ 、Ｘ₇ の順、つまり交点Ｐ₇ 、Ｐ₈ 、
Ｐ ₉の順となる。つぎに、分割線Ｙ₄ の線上では、交点
がＸの小さい方からとなり、交点Ｐ ₉のつぎはＰ ₁₀ 〜
Ｐ₁₅の順位となる。分割線Ｙ₅ の線上では、交点がＸの
小さい方から順であるので、交点Ｐ₁₅のつぎは交点１７
となり、以下交点Ｐ₁₈〜Ｐ₂₂の順位となる。

【００２０】図４に示す座標を用いた膜厚の補正におい
ては、交点１つ当りの塗型の塗布タイミング、塗布時間
を予め設定しておき、ロボット本体１２に取付けられた
ノズル１６から噴射される塗型スプレーの中心がこの交
点の順に従って動作するように制御され、塗型膜厚の補
正が行なわれる。この場合、交点Ｐ ₉〜Ｐ ₁₀ あるいは
交点Ｐ₁₅〜Ｐ₁₇への動作時は、ノズル１６へ塗型を供給
するためのバルブ（図示略）は閉弁状態となっている。
また、塗布順序としては、ノズル１６を交点Ｐ₉から交
点Ｐ₁₅〜，交点Ｐ₁₅から交点Ｐ ₁₀ へ，交点Ｐ ₁₀ から
交点Ｐ₁₇へそれぞれ移動動作させるようにすれば、ロボ
ット本体１２の空動作を少なくすることができる。

【００２１】図４の座標を用いて補正する方法の場合
は、図３の方法よりも膜厚不足の形状に合った補正が可
能となる。すなわち、図３の方法の場合は、塗型膜厚さ
の不足部分６ｄのような縦長の不足部分に対して横方向
に塗型を塗布するようにしているが、本実施例では交点
Ｐ₁₆、Ｐ₂₃、Ｐ₂₆の順と縦方向の塗布も可能となり、膜
厚不足部分の形状に合った補正が可能となる。また、補
正時の塗布パターンを膜厚の不足状況に応じて決定する
ため、図３の方法のように塗布パターンを決めておいて
補正することにより補正しきれない部分が発生すること
もなく、より高い精度での膜厚補正が可能となる。この
ように、図４の膜厚補正方法は形状が比較的複雑で部分
的に膜厚のバラツキが大きく補正回数の多いものに有利
であり、図３の膜厚補正方法は、比較的膜厚に過不足が
少なく、数回の補正で膜厚補正が完了するものに有利で
ある。

【００２２】図５は、その他の周辺技術を示している。
上記の周辺技術と異なるところは、塗型膜厚の計測手順
等である。その他の部分は上記の周辺技術に準じるの
で、準じる部分は同一の符号を付すことにより準じる部
分の説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。

【００２３】図５に示すように、ステップ１０１におい
て判定処理が開始され、ステップ１２１に進んで、金型
１への塗型５の塗布が開始される前に、金型１の表面温
度が赤外線カメラ２１によって計測される。この場合、
赤外線カメラ２１は、金型１の表面温度を熱画像データ
Ｓ₀ として計算する。ステップ１２１の処理が終了する
と、ステップ１２６に進み、塗型の塗布が開始され、金
型１の表面に塗型膜６が形成される。ステップ１１１で
塗型の塗布が完了すると、ステップ１２２に進み、金型
１に形成された塗型膜６の表面温度が赤外線カメラ２１
によって熱画像データＳ₁ として計測される。各熱画像
データＳ₀ 、Ｓ₁ は、熱画像処理手段２２によって情報
処理された後、インタフェース２５を介して演算手段３
１に入力される。

【００２４】演算手段３１に各熱画像データが入力され
ると、ステップ１２３に進み、塗型の塗布前と塗布後の
熱画像の差画像処理が演算手段３１によって行なわれ
る。ステップ１２３で熱画像の差画像処理が行なわれる
と、ステップ１０４に進み、この差画像データと基準画
像データとの比較が演算手段３１によって行なわれる。
ステップ１２４においては、比較の結果、膜厚に不足が
ないと判断された場合は、ステップ１１２に進み、処理
は完了する。ステップ１２４において、膜厚不足が生じ
ていると判断された場合は、ステップ１２５に進んで、
膜厚の不足部位の判定処理が行なわれる。

【００２５】ステップ１２５で膜厚の不足部位の判定処
理が行なわれると、ステップ１０９に進み、不足部位に
対する吹増し信号が演算手段３１からロボットコントロ
ーラ１３に出力される。吹増し信号が出力されるとステ
ップ１１０に進み、ノズル１６の移動により塗型の再塗
布を行ない、膜厚不足の部分の膜厚補正が開始される。
ステップ１１１で塗型の塗布が完了すると、ステップ１
２２に進み、再塗布後の塗型膜６表面の温度が計測され
る。以下、上述した処理が繰返され、膜厚に不足なしと
ステップ１２４で判断された場合は、ステップ１１２に
進んで処理は完了する。

【００２６】図２に示す例は、金型１が比較的平面的で
あり、金型１の予熱精度がよく金型１の表面温度が比較
的安定している場合に有利である。これに対して、図５
に示す例は、塗型の塗布前後の差画像を用いるため金型
１の表面が凹凸の多い形状であったり、温度は均一であ
るが熱画像として差が出たり、金型の予熱が不均一であ
る場合でも、これに対処することが可能となる。

【００２７】つぎに、本発明の各実施例について説明す
る。 第１実施例 図６ないし図８は、本発明の第１実施例を示している。
第１実施例では、各種のデータから金型へ塗布された塗
型の膜厚を求める方法を示している。

【００２８】図６は、塗型膜厚の補正が可能な自動塗型
装置を示している。本装置の基本構成は、図１の装置に
準じており、図１の装置に各種計測手段が追加されてい
る。ノズル１６に塗型５を供給する管路の途中には、流
量計４１と温度センサ４２とが配置されている。流量計
４１は、インタフェース２７を介して演算手段３１に接
続されており、温度センサ４２は、インタフェース２７
を介して演算手段３１に接続されている。流量計４１
は、金型１への塗型５の塗布量を検知する機能を有して
いる。温度センサ４２は、塗布作業における塗型の温度
を計測する機能を有している。図６の自動塗型装置が配
置される工場の室温は、室温センサ４３によって計測さ
れており、室温センサ４３は、インタフェース２７を介
して演算手段３１と接続されている。演算手段３１に
は、各センサ４１、４２、４３からの外部データＳ₄ 、
Ｓ₅ 、Ｓ₆ が入力されるようになっている。

【００２９】図７に第１実施例の測定原理を示す。塗型
剤を金型１の表面に塗布すると、塗型剤を分散させてい
る水溶液の水分が蒸発し、金型１の表面から熱が奪われ
る。これによって、塗布前の金型１の温度Ｔ_D は、表面
温度Ｔ_C に降下される。なお、金型１の保有熱量は塗型
剤の塗布によって奪われる熱量に対して圧倒的に多いの
で、金型表面の温度差（△ＴＤ＝Ｔ_D −Ｔ_C ）は塗型剤
の塗布量に近似的に比例する。ここで、塗型の表面温度
Ｔ_S 、室温をＴ_R 、塗型層（塗型膜）の熱伝導率をλ、
塗型表面からの対流、放射による熱伝達率（塗型膜表面
の放熱熱伝達率）をαとし、金型１から塗型膜６への貫
流熱量をＱ₁ 、塗型膜６から空気層への伝達熱量をＱ₂
とすると、貫流熱量Ｑ₁ 、伝達熱量Ｑ₂ は、次式で求め
られる。

【００３０】

【数１】

【００３１】また、貫流に対する直角方向への熱損失を
０とするとＱ₁ ＝Ｑ₂ となり、これから次式によって塗
型膜厚ｄが求められる。

【００３２】

【数２】

【００３３】ここで、塗型の塗布量をＶ、水分の比率を
β、水の比重をρ、比熱をＣ、塗型の温度をＴ_P 、水の
蒸発潜熱をＣ_V とすると、水分の蒸発により金型から奪
う熱量Ｑ_W は次式で求められる。

【００３４】

【数３】

【００３５】△Ｔ_D ＝Ｔ_D −Ｔ_C はＱ_W に近似的に比例
するので、△Ｔ_D ＝Ｋ₁ Ｑ_W とすることができる。ここ
で、Ｋ₁ は実験的に求めた近似的な比例係数であり、こ
れを式（５）に代入するとつぎのようになる。

【００３６】

【数４】

【００３７】式（６）において、Ｋ₀ ＝Ｋ₁ ×β×ρ，
Ｃ＝１とした。つぎに、△Ｔ_D ＝Ｔ_D −Ｔ_C であるか
ら、Ｔ_C は次式によって求められる。 Ｔ_C ＝Ｔ_D −Ｋ₀ ×Ｖ×（１００−Ｔ_P ＋ＣＶ） ……（７） そして、上記の式（７）と式（４）から塗型膜厚ｄが次
式によって求められる。

【００３８】

【数５】

【００３９】このように、第１実施例では、金型１の塗
型前の温度Ｔ_D 、塗型塗布後の塗型１の表面温度Ｔ_S 、
室温Ｔ_R 、塗型剤の温度Ｔ_P の各情報に基づいて、演算
手段３１で上述の演算処理を行なうことにより、金型１
の表面に形成された塗型膜６の膜厚を推定することが可
能となる。なお、通常、室温Ｔ_R と塗型５の吹付け温度
は同一であるとみなせることから、各温度Ｔ_D 、Ｔ_S 、
Ｔ_R を測定すれば、上記の推定値にほぼ近似した塗型膜
厚が求められる。

【００４０】図８は、第１実施例における演算手段３１
の処理手順を示している。ステップ２０１において、塗
型の塗布開始信号が入力されると、膜厚の判定処理が開
始され、ステップ２０２に進む。ステップ２０２では、
塗布開始前における金型１の表面温度Ｔ_Diが赤外線カメ
ラ２１によって熱画像データＳ₀ として計測される。計
測された熱画像データＳ₀ は、熱画像処理手段２２によ
って情報処理された後、演算手段３１に入力される。金
型１の表面の温度計測が終了すると、ステップ２０３に
進み、塗型塗布スタート信号が演算手段３１からロボッ
トコントローラ１３に出力され、ステップ２０８に進ん
で、塗型の金型１への塗布が開始される。金型１への塗
型の塗布により、金型１の表面には塗型膜６が形成され
る。塗型の塗布が終了すると、ステップ２０９に進み、
ロボットコントローラ１３から演算手段３１に塗型の塗
布完了信号が出力される。

【００４１】塗布完了信号が出力されると、ステップ２
０４に進み、塗型膜６の表面温度Ｔ _Si が赤外線カメラ２
１によって熱画像データＳ₁ として計測される。計測さ
れた熱画像データは、熱画像処理手段２２によって情報
処理された後、演算手段３１に入力される。塗型膜６の
表面温度が計測されると、ステップ２０５に進み、外部
データである塗型の塗布量Ｖ、室温Ｔ_R が演算手段３１
によって読取られる。

【００４２】各情報が演算手段２０６に入力されると、
ステップ２０６に進み、塗型膜厚ｄｉを算出するための
演算処理が演算手段３１によって行なわれる。この演算
処理は、上述した各数式に基づいて行なわれる。演算処
理３１によって算出された塗型膜厚ｄ_i は、推定値であ
る。ステップ２０７では、演算結果である膜厚の推定値
が出力される。この膜厚の推定値は、目標塗型膜厚と比
較され、この推定膜厚の良否が判定される。この判定結
果は、表示手段２３に表示され、ステップ２２０に進ん
で処理は完了する。なお、表示手段２３に表示された判
定結果に基づき、膜厚の補正が行なわれる。

【００４３】第２実施例 図９は、本発明の第２実施例を示している。第２実施例
は、第１実施例の改善例であり、ステップ２０１からス
テップ２０６までの処理手順は第１実施例に準じるの
で、これ以降の処理手順について説明する。第１実施例
では、ポイント毎の測定となるため、バラツキが大きく
なり全体的な把握が困難となる可能性がある。第２実施
例では、ステップ２０６で塗型膜厚ｄｉを求めた後に、
ステップ２１１に進み、たとえば塗型の吹付けパターン
に相応して分割されたエリア毎に平均値を算出し、ステ
ップ２１２でそのエリアの塗型膜厚を表示する。

【００４４】したがって、第２実施例においては、分割
されたエリア毎の塗型膜厚の平均値が求められるので、
局部的な膜厚のバラツキの影響がなくなり、計測精度の
信頼性が高められる。

【００４５】第３実施例 図１０および図１１は、本発明の第３実施例を示してい
る。第３実施例は、第１実施例の式（８）を用いるかわ
りに図１０の特性図に基づいて塗型膜厚を求める方法で
ある。図１０は、塗型膜厚と、塗布前の金型温度と塗型
表面温度との温度差と、室温の関係を示している。図１
０に示すように、塗布前の金型１の温度Ｔ_Diと塗型膜の
表面温度Ｔ_Siの温度差△Ｔ_i （△Ｔ_i ＝Ｔ_Di−Ｔ_Si）
と、塗型膜厚ｄｉとの関係を何通りかの室温Ｔ_R に対し
て実験的に求めておくことにより、上述の式（８）によ
らず塗型膜厚ｄｉを求めることが可能となる。本実施例
の方法では、金型１の予熱温度Ｔ_D を一定にする必要が
あるので、金型１の予熱を予熱炉で精度よく行なうこと
が必要である。

【００４６】図１１は、第５実施例における塗型膜厚の
判定処理を示しており、ステップ２０１からステップ２
０４までの処理手順は第１実施例に準じるので、これ以
降の処理手順について説明する。ステップ２０５におい
て、室温Ｔ_R が読込まれ、ステップ２１６で塗布前の金
型温度Ｔ_Diと塗型の表面温度Ｔ_Siの温度差△Ｔ_i （△Ｔ
_i ＝Ｔ_Di−Ｔ_Si）が演算手段３１によって算出される。
ここで、室温がＴ_R2の場合は、図１０の関係から温度差
△Ｔ_i に対応する塗型膜厚ｄｉが求められる。また、室
温がＴ_Rjである場合は、室温Ｔ_R1と室温Ｔ_R2との比率で
分割してＴ_Rjに対応する交点Ｐ_j を求め、この交点Ｐ_j
から塗型膜厚ｄｉを求めることも可能となる。

【００４７】

【発明の効果】本発明に係る塗型膜厚の測定方法によれ
ば、塗型が塗布される前の金型の温度を計測するととも
に、塗型の塗布によって金型に形成された塗型膜の表面
温度を非接触で計測し、この金型の温度と、塗型膜の表
面温度と、室温と、に基づいて、金型に形成された塗型
膜の膜厚を求めるようにしたので、つぎの効果が得られ
る。

【００４８】（イ） 塗型膜表面が平坦でない場合で
も、比較的正確な塗型膜の把握が可能となり、塗型膜厚
の補正精度を高めることができる。これにより、最適な
塗型膜厚が得られ、鋳造品の品質を向上させることがで
きる。 （ロ） 金型の形状が複雑な場合は、従来方法ではスペ
ースの関係から膜厚センサを所定の向きにセットするこ
とが困難となり膜厚の測定が不可能であったが、本発明
においては塗型膜厚を非接触で把握することが可能とな
り、塗型膜厚の測定が、金型の形状に制約されることが
なくなる。したがって、スペースが狭い部分であっても
所望の塗型膜厚を確保することができる。 （ハ） 膜厚センサを塗型膜表面に接触させることが不
要となり、塗型膜表面の圧痕に起因する鋳造品の意匠面
の品質低下を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の周辺技術に係る塗型膜厚の測定
方法を用いた自動塗型装置の概略構成図である。

【図２】図１の装置による塗型膜厚の良否の判定方法の
処理手順を示すフローチャートである。

【図３】図２の塗型膜厚の測定方法に用いられる膜厚補
正座標の概念図である。

【図４】図３の変形例を示す膜厚補正座標の概念図であ
る。

【図５】本発明実施例のその他の周辺技術に係る塗型膜
厚の測定方法の処理手順を示すフローチャートである。

【図６】本発明の第１実施例に係る塗型膜厚の測定方法
を用いた自動塗型装置の概略構成図である。

【図７】図６の塗型膜厚の測定方法における膜厚測定の
原理を示す概念図である。

【図８】図６の装置による塗型膜厚の測定方法の処理手
順を示したフローチャートである。

【図９】本発明の第２実施例に係る塗型膜厚の測定方法
の処理手順を示すフローチャートである。

【図１０】本発明の第３実施例に係る塗型膜厚の測定方
法に用いられる塗型膜厚と温度差との関係を示す特性図
である。

【図１１】図１０の特性を用いた塗型膜厚の測定方法の
処理手順を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ 金型 ５ 塗型 ６ 塗型膜 １１ 産業ロボット １３ ロボットコントローラ ２１ 赤外線カメラ ２２ 熱画像処理手段 ２３ 熱画像表示手段 ３１ 演算手段 Ｓ₀ 熱画像データ（金型の表面温度） Ｓ₁ 熱画像データ（塗型膜の表面温度） Ｓ₂ 外部データ Ｓ₄ 外部データ Ｓ₅ 外部データ Ｓ₆ 外部データ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B22C 3/00 B22C 23/02 G01B 21/08

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 塗型が塗布される前の金型の温度を計測
   し、塗型の塗布によって金型に形成された塗型膜の表面
   温度を非接触で計測し、室温を計測し、前記金型の温度
   と、前記塗型膜の表面温度と、前記室温と、実験により
   あらかじめ求めた、金型から塗型膜への伝熱係数、塗型
   膜の熱伝導率、塗型膜表面の放熱熱伝達率に基づいて演
   算処理を行うことにより、前記金型に形成された塗型膜
   の膜厚を求めることを特徴とする塗型膜厚の測定方法。
2. 【請求項２】 塗型が塗布される前の金型の温度を計測
   し、塗型の塗布によって金型に形成された塗型膜の表面
   温度を非接触で計測し、室温を計測し、前記金型の温度
   と、前記塗型膜の表面温度と、前記室温と、に基づい
   て、実験によりあらかじめ求めた、金型温度と塗型の表
   面温度の温度差−塗型膜厚−室温グラフから、前記金型
   に形成された塗型膜の膜厚を求めることを特徴とする塗
   型膜厚の測定方法。