JP5807934B2 - 出湯量及び配湯量管理方法 - Google Patents

Description

本発明は、鋳造設備における出湯量及び配湯量管理方法に関する。

従来、アルミニウム溶湯などの溶融金属を鋳造装置の保持炉に供給（配湯）するための手段として、フォークリフトを使用し、フォークリフトの前方部に設けられたフォーク上に配湯用容器を保持した状態でフォークを昇降し、さらに傾動させることにより、配湯用容器内の溶融金属を保持炉に供給する方法が知られている。あるいは、従来のフォークに比べて安全でかつ配湯量を制御し易い加圧型の配湯用容器を用いた配湯手段が知られている。

また、下記特許文献１には、各保持炉に対して必要な量の溶融金属を正確に供給するための手段として、配湯用容器を保持するフォークなどの保持部材を昇降駆動するための油圧式駆動機構と、油圧式駆動機構における油圧を計測する手段と、計測された油圧に基づき、上記容器から外部に供給された溶融金属の重量を推定する手段とを具備した配湯車両が記載されている。そして、このような車両を用いることにより、容器から外部に供給された溶融金属の重量を計測するようにしている。具体的には、油圧計測手段により検出された重量情報を車両に設けた電気制御盤に送り、電気制御盤において上記重量情報に基づき電子レギュレータによる加圧気体の圧送圧力を制御すると共に、電磁弁で圧送のオンオフ切替えを行うようになっている。そして、電磁弁の開放動作に伴い、保持炉への溶融金属の供給を開始し、容器の重量が所定の値に達したことを油圧計測手段によって検出すると、電気制御盤により電子レギュレータをオフとして、加圧気体の圧送を停止し、溶融金属の保持炉への供給を自動的に停止させるようになっている。

特開２００２−３１６２２５号公報

このように、各保持炉における配湯量を制御する技術についての提案がなされている一方で、そもそも、この種の技術分野においては、出湯重量を計測し、配湯重量と共に管理するという発想自体が存在していなかった。そのため、例えば新たに溶湯使用量（配湯量）の歩留まり管理等を図る目的で、出湯重量のデータ管理を行おうとしても、データ管理可能な出湯重量の計測手段すら確立されていないのが現状であった。

また、実際の配湯作業では、作業者が、溶湯の供給が必要となった保持炉を確認した上で、複数の保持炉を回って配湯作業を行い、また、供給までの残り時間や供給を必要とする複数の保持炉の配置態様も考慮して、優先的に供給すべき保持炉や、後回しできる保持炉を判断し、その配湯経路（配湯の順序）を決定する場合もある。このようにある程度の柔軟性を持たせて配湯作業を行う場合、同じ保持炉であっても、他の保持炉への配湯の兼ね合いで、１回の配湯量が異なる場合がある。そのため、保持炉ごとにどの程度の溶湯が供給されているのかを把握することは、設備全体としての配湯量を管理し、より適切な配湯経路の導出を図る上でも非常に重要となる。これに対して、上記特許文献１に記載の配湯量制御手段は、予め設定された配湯量に達すると、配湯動作を停止するよう制御したものであり、上述のように、結果として使用した溶湯量（配湯量）の計測及び管理を狙ったものではない。

また、配湯経路の最適化、又は最適化による配湯作業の高効率化を考えた場合、配湯車両単位ではなく、保持炉（鋳造装置）単位、もしくは鋳造設備を備えた工場単位で使用した溶湯量（配湯量）を把握し、管理する必要がある。また、１日単位など時間単位で使用する溶湯量（出湯量や配湯量）を把握し、管理することも、生産管理の面から重要となる。しかしながら、上記特許文献１では、１台の配湯車両に、溶湯重量の計測手段（油圧計測手段）から溶湯の供給制御手段（電気制御盤、電子レギュレータ）に至る一連の配湯制御手段が具備されていることから、車両単位での配湯量を制御ないし管理することはできても、鋳造装置（保持炉）単位での配湯量の管理は難しいという問題があった。特に、この種の鋳造設備においては、複数の鋳造装置（の保持炉）に対して適当な時期に効率よく配湯を行うために、複数台の配湯車両を使用するのが一般的であり、その場合、各配湯車両ごとに回った箇所の配湯量の統計管理を図ることはできても、保持炉単位、もしくは鋳造設備を備えた工場単位での配湯量の管理ができない問題があった。

以上の事情に鑑み、保持炉単位、もしくは鋳造設備を備えた工場単位で配湯量を管理することができ、かつ、出湯重量を計測可能とすることで、配湯量だけでなく出湯量も併せて管理することのできる出湯量及び配湯量管理方法を提供することを、本発明により解決すべき技術的課題とする。

前記課題の解決は、本発明に係る出湯量及び配湯量管理方法により達成される。すなわち、この管理システムは、鋳造装置と溶解炉との間を走行可能な複数の配湯車両と、配湯車両に載置され、内部に保持した溶湯を鋳造装置の保持炉に供給することのできる複数の配湯用容器とを用いて、溶解炉からの溶湯の出湯量、及び保持炉への溶湯の配湯量を管理するための方法であって、各々の配湯車両は、一又は複数箇所の保持炉を回って配湯作業を行うと共に、出湯及び配湯の前後における配湯用容器の重量を計測し、当該計測した重量に基づき一回当たりの溶湯の出湯重量及び配湯重量を取得すると共に、複数の出湯重量及び配湯重量を記憶して溶解炉単位での出湯量及び保持炉単位での配湯量を管理する点をもって特徴付けられる。

このように、鋳造装置と溶解炉との間を走行可能な配湯車両を採用すると共に、この配湯車両に載置した状態の配湯用容器の重量を計測するものとし、かつ計測した出湯及び配湯の前後における配湯用容器の重量に基づき、溶湯の出湯重量及び配湯重量を算出するようにしたので、配湯時の溶湯変化量（減少量）だけでなく、出湯時の溶湯変化量（増加量）についても簡単に計測することができる。また、計測した配湯用容器の重量に基づき出湯重量及び配湯重量を取得し、これらを記憶するようにしたので、複数の配湯車両で出湯及び配湯作業を行う場合であっても、各配湯車両の出湯量及び配湯量を、一ヶ所（湯量管理手段）で集中的にデータ管理することができる。これにより、保持炉単位での湯量管理を可能として、配湯経路の最適化、ひいては当該最適化による配湯作業の高効率化を図ることができる。また、工場単位での湯量管理（出湯量及び配湯量の管理）を行うことも可能となるので、例えば溶湯使用量の歩留まり管理等を含めた生産管理の改善を図ることも可能となる。

以上のように、本発明によれば、保持炉単位、もしくは鋳造設備を備えた工場単位で配湯量を管理することができ、かつ、出湯重量を計測可能とすることで、配湯量だけでなく出湯量も併せて管理することのできる出湯量及び配湯量管理方法を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る出湯量及び配湯量管理方法を適用した出湯および配湯システムの全体構成図である。 本発明の一実施形態に係る出湯量及び配湯量管理方法に使用される溶融金属配湯車両の側面図である。 溶融金属配湯車両の平面図である。 溶融金属配湯車両の配湯時の動作を概念的に説明するための要部平面図である。 停止位置検知装置を溶融金属配湯車両の正面側から見た図である。 上蓋脱着ステーションにおける配湯用容器の上蓋部の脱着作業を概念的に説明する図である。

以下、本発明に係る出湯量及び配湯量管理方法の一実施形態を図面に基づき説明する。なお、これ以降の説明においては、特に断りのない限り、鉛直方向を単に上下方向というものとする。

図１は、本発明の一実施形態に係る出湯量及び配湯量管理方法を適用した出湯および配湯システムの全体構成を示している。同図に示すように、この出湯および配湯システムは、溶解炉１１で出湯作業を行うための出湯ステーション１０と、この出湯ステーション１０と連絡通路１２を介して隣接しており、各鋳造装置２１の保持炉２２に対して配湯作業を行うための配湯ステーション２０とを有する（同一建屋内、同一敷地内の有無は問わない。）。そして、連絡通路１２を介して、出湯ステーション１０内の通路１３と、配湯ステーション２０内の通路２３とに跨がって走行可能な溶融金属配湯車両３０により、出湯ステーション１０で出湯された溶融金属を、配湯ステーション２０内に複数配設された鋳造装置２１の保持炉２２に供給（配湯）するようになっている。

ここで、溶融金属配湯車両３０は、図２に示すように、牽引車両３１と、牽引車両３１の後方に連結され、配湯用容器３２を載置した被牽引車両３３とを具備する。また、牽引車両３１と被牽引車両３３とは継手部３４を介して連結されており、これにより、被牽引車両３３を、牽引車両３１に対して水平方向ないし鉛直方向に傾動自在となるように牽引して走行できるようになっている。

このうち牽引車両３１は、例えば、各保持炉２２の近傍に配設された外部電源２４（図４を参照）との接続部３５と、加圧気体（例えば加圧エア）を配湯用容器３２の内部に注入する加圧気体注入装置３６、及び制御盤３７を有する。接続部３５は、この実施形態では、配湯ステーション２０内の通路２３上から見て保持炉２２側となる、制御盤３７の右側面部に取り付けられている。また、加圧気体注入装置３６は、コンプレッサ３８と、コンプレッサ３８により圧縮された気体を所定の圧力に調整する圧力調整装置３９とで構成されている。コンプレッサ３８と圧力調整装置３９とは、ホース４０などの配気管を介して接続されており、コンプレッサ３８で加圧した気体を圧力調整装置３９に圧送できるようになっている。

被牽引車両３３は、載置した状態の配湯用容器３２を鉛直軸まわりに回転させる回転機構４１を有する。回転機構４１は、被牽引車両３３のフレーム部に固定された基部４２と、基部４２に対して鉛直軸まわりに相対回転する回転台４３、および回転台４３に回転駆動力を付与するモータ（図示は省略）とで構成されている。このうち、回転台４３は、図２に示すように、配湯用容器３２を載置する載置台を兼ねており、回転台４３の上面から上方に突出した複数の保持部によって回転台４３上に載置した配湯用容器３２を、一定の高さに維持した状態で保持できるようになっている。この実施形態では、図３に示すように、回転機構４１のモータを駆動させることにより、回転台４３が基部４２（被牽引車両３３のフレーム部）に対して昇降することなく、鉛直軸まわりに相対回転するようになっている。これにより、後述する配湯用容器３２の配湯用ノズル４４が、牽引車両３１の前後方向に沿った向きに配向した状態から時計回りに少なくとも９０°旋回移動できるように構成されている。

この回転台４３上に載置される配湯用容器３２は、溶融金属を内部に保持するための有底筒部４５と、有底筒部４５の上端開口部を塞ぐための上蓋部４６とを有する。上蓋部４６には、有底筒部４５内に保持した溶融金属を保持炉２２へ供給するための配湯用ノズル４４が取り付けられている。この配湯用ノズル４４は、上蓋部４６の上方部からその外径側へと伸びた形状を呈しており、その下端部は有底筒部４５の内部に挿入されると共に、その外径側端部は、配湯時以外（走行時）には、牽引車両３１の側に配向している。そして、この上蓋部４６と、牽引車両３１に設けた圧力調整装置３９とがホース４７などの配気管で接続され、所定の圧力に調整された加圧気体が配湯用容器３２の内部に供給されるようになっている。

なお、この実施形態では、上蓋部４６は、有底筒部４５に対して脱着可能に取り付けられており、例えば出湯ステーション１０内に設けた上蓋脱着ステーション１４において、上蓋部４６の脱着作業が行われるようになっている。詳述すると、図６に示すように、上蓋脱着ステーション１４には、上蓋部４６を保持して上方へ取り外すためのロボットアーム１５が設置されており、配湯ステーション２０から走行してきた溶融金属配湯車両３０の配湯用容器３２から上蓋部４６を取り外すと共に、その後、上蓋部４６を取り外した状態で出湯ステーション１０内を走行し、出湯作業を終了した溶融金属配湯車両３０の配湯用容器３２に上蓋部４６を装着するようになっている。

また、この配湯車両３０は、被牽引車両３３の停止位置を検知する停止位置検知装置５０をさらに具備している。この図示例では、図５に示すように、牽引車両３１の側に設けた複数個の光センサ５１と、保持炉２２の側に設けた１又は複数個の対応する反射板５２とで構成される。そして、図４に示すように、溶融金属配湯車両３０を、保持炉２２の開口部２５に対して配湯用容器３２内の溶融金属を供給可能な所定位置に停止させた場合に、光センサ５１と反射板５２とが車幅方向に対向し、光センサ５１が反射板５２からの反射光を受光できるように、溶融金属配湯車両３０の停止位置が定められると共に、光センサ５１と反射板５２の取り付け位置がそれぞれ設定される。

また、この実施形態では、停止位置検知装置５０と制御盤３７とで、配湯操作に係るインターロックが設けられている。すなわち、外部電源２４を接続部３５に接続することで、制御盤３７を起動させ、然る後、停止位置検知装置５０を構成する光センサ５１を作動させる。この際、制御盤３７は光センサ５１と電気的に接続されており、かつ、インターロックの対象となる回転機構４１のモータや加圧気体注入装置３６とも電気的に接続されている。そして、この光センサ５１により、被牽引車両３３が上記配湯可能位置に停止していることを検知した場合、この結果を受けた制御盤３７からの指令によって、作業者による回転駆動操作（例えば対応するボタンの押圧操作）が有効となる。言い換えると、作業者の操作により、回転機構４１および加圧気体注入装置３６を起動させることができる。一方、上記配湯可能位置から外れて停止していることを検知した場合、この結果を受けた制御盤３７からの指令によって、作業者による回転駆動操作（例えば対応するボタンを押す操作）が無効となる。言い換えると、たとえ作業者が正規の操作を行ったとしても、配湯可能位置に配湯用容器３２が位置していない場合には、回転機構４１と加圧気体注入装置３６の何れも起動させることができないようになっている。

また、上述した光センサ５１を複数配置し、これに対応する反射板５２との組合せにより、検知時、何れの保持炉２２の側方に位置しているのかを識別するようにしている。すなわち、図５に示すように、複数個の光センサ５１を鉛直方向に沿って配設すると共に、１又は複数の反射板５２を対応する位置（配湯可能位置に配湯用容器３２を停止させた場合に車幅方向で光センサ５１と対向する位置）に配設する。ここで、保持炉２２ごとに異なる配列態様で１又は複数の反射板５２を配設するようにする。この配列態様は予め制御盤３７に入力しておく。そして、全ての光センサ５１を作動させて、反射板５２のある位置でのみ反射光を検出すると共に、検出した光センサ５１の組合せを、予め入力しておいた保持炉２２ごとの反射板５２の配列情報と照らし合わせることにより、現在、溶融金属配湯車両３０が何れの保持炉２２の側方に位置しているのか、との情報を取得することができるようになっている。

さらに、この実施形態では、被牽引車両３３と保持炉２２何れか一方の側にＱＲコード５３を取り付けると共に、他方の側にＱＲリーダー５４を取り付け、上記配湯可能位置に溶融金属配湯車両３０が停止した際、ＱＲリーダー５４でＱＲコード５３の情報を読み取るようにしている。ここで、ＱＲコード５３には、配湯用容器３２内に充填した溶融金属の種類に関する情報が入力されており、これをＱＲリーダー５４で読み取ることで、これから配湯を行おうとする溶融金属の種類を識別することができる。従って、上記した複数の光センサ５１と反射板５２との組合せによる位置認識システムと組合せることにより、今目の前にある保持炉２２に供給すべき材料が、配湯用容器３２の内部に保持されている溶融金属であるか否かを識別できるようになっている。従って、この識別結果に基づき、配湯用容器３２の内部に保持されている材料（溶融金属）が配湯すべき材料でない場合には、制御盤３７からの指令により、以後の配湯操作（ボタン操作）が無効となるように設定される。なお、これら一連の判定、識別動作は、牽引車両３１に搭載された制御盤３７で行われる。なお、ＱＲコード５３とＱＲリーダー５４とは、上記以外の配置が可能であり、例えばＱＲコード５３を配湯用容器３２に、ＱＲリーダー５４を被牽引車両３３の側に設けて、上記配湯可能位置に溶融金属配湯車両３０が停止した際、あるいは、配湯用ノズル４４を配湯可能位置まで旋回させた際、ＱＲコード５３に入力された上記情報をＱＲリーダー５４で読み取るようにしてもよい。

また、この実施形態では、配湯後の誤操作を防止するためのインターロックが設けられている。具体的には、外部電源２４を差込んだまま走行できないようにするため、制御盤３７に機械式のインターロックを設けている。例えば、牽引車両３１の制御盤３７内部に外部電源２４の接続部３５を設け、この制御盤３７の扉を牽引車両３１の駆動用キーで開ける場合、このキーの差込み口に予め機械的な係止手段を設けておき、先に外部電源２４と接続部３５との接続状態を解消しないと上記係止手段と駆動用キーとの係止状態が維持され、結果、駆動用キーが抜けないようになっている。そのため、先に外部電源２４との接続状態を解除することではじめて駆動用キーが抜けるようになっている。配湯用ノズル４４についても同様に、配湯用ノズル４４を保持炉２２側に回転させたままの状態で走行できないようにするための機械式のインターロックを設けている。具体的には、駆動用キーを機械的にロックする機構を設けておき、例えば配湯用ノズル４４が元の位置（牽引車両３１に向けて伸びる位置）に戻った際に機械的なロックが解除される一方、配湯時の位置から戻し忘れた状態では、上記機械的なロックが維持され、結果、駆動用キーが抜けないようになっている。

本発明に係る出湯量及び配湯量管理システムは、溶融金属配湯車両３０に設けられ、この配湯車両３０に載置した状態の配湯用容器３２の重量を計測する重量計測手段５５と、溶融金属配湯車両３０との間で無線通信を行って、重量計測手段５５で計測した出湯及び配湯の前後における配湯用容器３２の重量、もしくは当該重量に基づき算出した溶湯の出湯重量及び配湯重量を取得すると共に、複数の出湯重量及び配湯重量を記憶して出湯量及び配湯量を管理する湯量管理手段５６とを具備する。

この実施形態では、重量計測手段５５としてのロードセルが、配湯用容器３２が載置される回転台４３の下方、正確には、回転台４３の下方に位置する回転機構４１の基部４２と、被牽引車両３３のフレーム部との間に複数個配設されている。この重量計測手段５５は制御盤３７と電気的に接続されており、制御盤３７からの指令を受けた場合に、その上方に位置する物体（ここでは、溶融金属を内部に保持した配湯用容器３２と回転機構４１）の重量を計測できるようになっている。

湯量管理手段５６は、この実施形態では、溶融金属配湯車両３０側に設けた無線通信手段で重量計測手段５５と無線通信を行うことにより（図１中、一点鎖線で示す矢印）、重量計測手段５５で計測した出湯及び配湯の前後における配湯用容器３２（及び回転機構４１）の重量を取得できるようになっており、この取得した重量の差分に基づき、１回当りの溶湯の出湯重量及び配湯重量を算出するようになっている。そして、このようにして算出した複数の出湯重量及び配湯重量を記憶することで、出湯量及び配湯量を管理できるようになっている。この実施形態では、複数の溶湯金属配湯車両３０が使用されているので、溶融金属配湯車両３０ごとの出湯時の溶湯供給量（増加量）及び配湯時の溶湯使用量（減少量）を算出し、記憶することで、全ての溶融金属配湯車両３０による出湯重量及び配湯重量を記憶することができ、これにより、溶解炉１１単位もしくは出湯ステーション１０単位での出湯量を管理できると共に、保持炉２２単位もしくは配湯ステーション２０単位での配湯量を管理できるようになっている。

また、この実施形態では、出湯ステーション１０における溶湯の重量計測を、出湯ステーション１０内に設けた上蓋脱着ステーション１４にて行うようにしている。すなわち、上蓋脱着ステーション１４における、出湯前の所定位置（上蓋取外し位置）Ｐ２に溶融金属配湯車両３０を停止させると、外部電源（図示は省略）を接続部３５と接続する。そして、例えば制御盤３７に設けた所定のボタンを押圧操作することにより、制御盤３７からの起動指令を重量計測手段５５に送って、当該重量計測手段５５による出湯前の配湯用容器３２の重量計測が行われる。そして、溶解炉１１からの出湯作業が終了して、上蓋脱着ステーション１４へと戻ってきた溶融金属配湯車両３０を出湯後の所定位置（上蓋装着位置）Ｐ４で停止させ、外部電源と接続して、上述の如きボタン操作を行うことにより、重量計測手段５５を起動させ、これにより出湯後の配湯用容器３２の重量計測が行われるようになっている。

また、この上蓋脱着ステーション１４には、データ入力装置（図示は省略）が配設されており、この入力装置から作業者が、出湯を行う（あるいは行った）溶湯の情報（比重、温度など）や配湯用容器の種類（ロットナンバーなど）を入力し、これら入力情報を無線通信により湯量管理手段５６に送っておくことで、後に取得する出湯重量及び配湯重量と併せて、出湯量及び配湯量が詳細かつ正確に管理されるようになっている。

なお、制御盤３７からの指令による重量計測手段５５の起動及び重量計測動作を、上述のように、制御盤３７に設けた所定のスイッチ（ボタン）操作によって行う場合、重量計測のための専用ボタンを設けてもよいし、配湯作業の際に必ず押圧操作されるボタン（例えば運転準備ボタンや回転駆動ボタン、コンプレッサ起動ボタンなど）を、重量計測指令を送るためのボタンと兼用させてもよい。

以下、上記構成の溶融金属配湯車両を用いた場合の出湯及び配湯作業の一例を説明する。

まず、出湯ステーション１０にて溶融金属の供給を受けた配湯用容器３２を載置した溶融金属配湯車両３０を、配湯ステーション２０内の通路２３に沿って走行させ、配湯が必要な保持炉２２に向けて配湯用容器３２を搬送する。そして、図４に示すように、目的となる保持炉２２の付近に到着したら、配湯用容器３２を保持炉２２に横付けして、配湯用容器３２と保持炉２２とが凡そ車幅方向に向き合う位置Ｐ１に被牽引車両３３を停止させる。この際、作業者は通路２３上に示した目印（ここでは停止ライン）に合せて牽引車両３１を停めることで、上記の所定位置（配湯可能位置）Ｐ１に被牽引車両３３を停止させることができる。なお、上述のように正確な位置に停止することで、共に停止位置検知装置５０を構成し、牽引車両３１側に設けた光センサ５１と、保持炉２２側に設けた反射板５２とが車幅方向に対向する。

そして、この状態で、保持炉２２側の外部電源２４を牽引車両３１の接続部３５に接続して制御盤３７に外部電源２４から電力を供給し、然る後、制御盤３７に設けた運転準備ボタンを作業者が押すことで、光センサ５１を起動させる。この際、上述のように、光センサ５１は対応する反射板５２からの反射光を検知できる位置にあり、かつ、この際、被牽引車両３３の側に取り付けたＱＲコード５３を保持炉２２の側に取り付けたＱＲリーダー５４で読み取り、上述した材料間違いがなければ、制御盤３７によるインターロックは作動しない（解除される）。これにより、以後の作業者による回転駆動操作（ここでは対応するボタン操作）が有効となる。従って、この後、作業者がコンプレッサ起動ボタンを押すことでコンプレッサ３８により気体が圧縮され、また、回転ボタンを押すことで被牽引車両３３の回転台４３を基部４２（被牽引車両３３のフレーム部）に対して鉛直軸回りに回転駆動させ、回転台４３上に保持された状態の配湯用容器３２を軸回転させる。これにより配湯用容器３２の上蓋部４６に取り付けられた配湯用ノズル４４を所定角度分だけ旋回移動させ（図４中、二点鎖線で示す位置から実線で示す位置まで）、保持炉２２の開口部２５上方に配湯用ノズル４４の先端部を配置する。そして、最後に、加圧エアのバルブ開放ボタンを押すことにより、コンプレッサ３８で加圧したエアが圧力調整装置３９を介して配湯用容器３２内に注入され、配湯用容器３２内を加圧する。これにより、配湯用容器３２の内部に保持している溶融金属の液面を押下げ、当該溶融金属を配湯用ノズル４４を通じて外部に排出することで配湯を行う。このようにして、配湯が終了したら、回転ボタンを押して、配湯用ノズル４４を元の位置（図４中、二点鎖線で示す位置）に戻した上で、電源オフスイッチを押し、最後に外部電源２４と接続部３５との接続状態を解消する。これにより、上述した配湯後の機械的インターロックが解除され、牽引車両３１による走行（前進操作）が可能となる。

また、溶融金属配湯車両３０を配湯可能位置Ｐ１に停止させ、外部電源２４と接続部３５とを接続した後に、運転準備ボタンを押すことにより制御盤３７から重量計測手段５５に起動指令が送られ、これにより、溶湯を内部に保持した状態の配湯用容器３２（及び回転機構４１）の重量が計測される。そして、配湯作業が終了して、配湯用ノズル４４を元の位置に戻すことにより、あるいは元の位置に戻した後に、電源オフスイッチを押すことにより制御盤３７から重量計測手段５５に起動指令が送られ、これにより上記配湯用容器３２の重量が計測される。このようにして計測した重量情報は、溶融金属配湯車両３０側に設けた無線通信手段で湯量管理手段５６とデータ通信を行うことにより（図１中、一点鎖線矢印）、湯量管理手段５６に送信される。そして、送信された、配湯の前後における配湯用容器３２の重量の差分をとることで、上記保持炉２２における１回当りの溶湯の配湯重量が算出される。算出された配湯重量はデータとして湯量管理手段５６に記憶される。

このようにして、１又は複数箇所の保持炉２２を回って、所定の配湯作業を行った後、連絡通路１２を介して配湯ステーション２０から出湯ステーション１０に移動する。そして、出湯ステーション１０内の通路１３を走行して、溶融金属配湯車両３０を上蓋脱着ステーション１４内の上蓋取外し位置Ｐ２で停止させると、ロボットアーム１５が駆動して、配湯用容器３２の上蓋部４６を取り外す。そして、上蓋部４６を取り外した状態の配湯用容器３２を載置した溶融金属配湯車両３０を引き続き通路１３に沿って走行させ、図１に示すように、溶解炉１１前の出湯可能位置Ｐ３で溶融金属配湯車両３０を停止させる。ここで、上蓋部４６が取り除かれて上方に開口した状態の配湯用容器３２内部を所定の治具を用いて真空状態とし、これにより溶解炉１１内の溶融金属を配湯用容器３２の内部に充填する。このようにして出湯作業が完了したら、溶融金属配湯車両３０の前進を開始し、引き続き通路１３上を走行させる。そして、再び上蓋脱着ステーション１４内の上蓋装着位置Ｐ４で溶融金属配湯車両３０を停止させる。ここで、ロボットアーム１５が軸まわりに回転して、先ほど上蓋取外し位置Ｐ２で取り外した上蓋部４６を再び有底筒部４５の上端開口部に取り付ける。このようにして溶融金属を補給し、加圧配湯が可能な状態に戻した上で、再び配湯ステーション２０に移動して、必要とする保持炉２２に対して配湯を行う。なお、回転機構４１をさらに昇降させる機構を被牽引車両３３に設けることで、例えば上蓋部４６を固定したままの状態でも（上蓋部４６が脱着不能に取付けられた場合でも）出湯作業を行うことは可能である。

また、上蓋脱着ステーション１４の上蓋取外し位置Ｐ２に溶融金属配湯車両３０を停止させた際、外部電源（図示は省略）を接続部３５と接続すると共に、制御盤３７に設けた所定のボタン（運転準備ボタン）を押圧操作することにより、制御盤３７からの起動指令が重量計測手段５５に送られ、当該重量計測手段５５による出湯前の配湯用容器３２の重量計測が行われる。そして、溶解炉１１からの出湯作業が終了して、上蓋脱着ステーション１４へと戻ってきた溶融金属配湯車両３０を出湯後の所定位置Ｐ４で停止させた際にも、外部電源と接続して、上述の如きボタン操作を行うことにより、重量計測手段５５が起動し、出湯後の配湯用容器３２の重量計測が行われる。このようにして計測した重量情報は、溶融金属配湯車両３０側に設けた無線通信手段で湯量管理手段５６とデータ通信を行うことにより（図１中、一点鎖線矢印）、湯量管理手段５６に送信される。そして、送信された、出湯の前後における配湯用容器３２の重量の差分をとることで、上記溶解炉１１における１回当りの溶湯の出湯重量が算出される。算出された配湯重量はデータとして湯量管理手段５６に記憶される。

このように、鋳造装置２１と溶解炉１１との間を走行可能な溶湯金属配湯車両３０を採用すると共に、この配湯車両３０に載置した状態の配湯用容器３２の重量を計測するものとし、かつ計測した出湯及び配湯の前後における配湯用容器３２の重量に基づき、溶湯の出湯重量及び配湯重量を算出するようにしたので、配湯時の溶湯変化量（減少量）だけでなく、出湯時の溶湯変化量（増加量）についても簡単に計測することができる。また、計測した配湯用容器３２の重量に基づき出湯重量及び配湯重量を取得し、これらを記憶するようにしたので、複数の溶融金属配湯車両３０で出湯及び配湯作業を行う場合であっても、各溶融金属配湯車両３０の出湯量及び配湯量を、一ヶ所（湯量管理手段５６）で集中的にデータ管理することができる。これにより、保持炉２２単位での湯量管理を可能として、配湯経路の最適化、ひいては当該最適化による配湯作業の高効率化を図ることができる。また、出湯ステーション１０単位での出湯量管理ないし配湯ステーション２０単位での配湯量管理を行うことができるので、例えば溶湯使用量の歩留まり管理等を含めた生産管理の改善を図ることも可能となる。

また、この実施形態では、保持炉２２近傍に設けた外部電源２４や上蓋脱着ステーション１４に設けた外部電源（図示は省略）と溶融金属配湯車両３０の接続部３５とを接続して、運転準備ボタンを押すことにより、あるいは配湯用ノズル４４を元の位置に戻すことにより、制御盤３７から重量計測手段５５に起動指令が送られ、これにより、溶湯を内部に保持した状態の配湯用容器３２（及び回転機構４１）の重量を計測できるようにしたので、配湯作業に必須の操作を行うだけで、確実かつ自動的に配湯用容器３２の重量が計測される。これにより、作業者の計測ミス（計測操作忘れ等）を防止して、配湯の前後で配湯用容器３２の重量計測を確実に実施することができる。

また、この実施形態では、フォークのように昇降する部材以外の部材（ここでは回転機構４１）上に配湯用容器３２が載置され、この部材（回転機構４１）の下方にロードセル等の重量計測手段５５を設けるようにしたので、例えばフォークリフトのフォーク上に配湯用容器３２を保持し、かつ、フォークに重量計測手段を設ける場合と比べて、正確な重量を計測することができる。

このように、溶融金属配湯車両３０を、牽引車両３１と、牽引車両３１の後方に連結された被牽引車両３３とで構成し、この被牽引車両３３に配湯用容器３２を載置した状態で搬送するようにしたので、従来に比べて作業者の前方視界が向上し、これにより安全性を格段に高めることができる。また、被牽引車両３３に、載置した状態の配湯用容器３２を鉛直軸まわりに回転させる回転機構４１を設けることで、溶融金属配湯車両３０を配湯ステーション２０内の通路２３上を前進走行して、保持炉２２の側方で停止させるだけでよく、また、この停止位置で回転機構４１を駆動させて配湯用容器３２に設けた配湯用ノズル４４を保持炉２２の上方位置まで旋回移動させ、加圧気体を注入させるための操作だけで、配湯を行うことができる。また、配湯後も溶融金属配湯車両３０を後退させることなく、配湯用ノズル４４を元の位置に戻した状態でそのまま前進させることができる。このように、溶融金属配湯車両３０の前進、停止動作と、回転機構４１の駆動操作だけで配湯を行うことができるので、従来に比べて操作が非常に簡単となり、操作ミスを減らすことができる。そのため、フォークリフトの免許がなく、作業経験の浅い者であっても、簡単でかつ安全に配湯作業を行うことができる。

また、上述のように、ボタン操作のみで溶融金属配湯車両３０による加圧配湯動作を実施できるように構成したので、経験の浅い作業者であっても簡単かつ確実に配湯作業を行うことができる。

以上、本発明に係る出湯量及び配湯量管理方法の一実施形態を説明したが、この出湯量及び配湯量管理方法は、上記例示の形態に限定されることなく、本発明の範囲内において任意の形態を採ることが可能である。

例えば、出湯湯量及び配湯湯量の算出に関し、上記実施形態では、重量計測手段５５で配湯用容器３２の重量を計測し、計測した重量情報を、無線通信により湯量管理手段５６に送信し、湯量管理手段５６において、上記送信された、出湯の前後における配湯用容器３２の重量の差分をとることで、上記溶解炉１１における１回当りの溶湯の出湯重量を算出するようにしているが、重量計測手段５５ないし制御盤３７（すなわち溶融金属配湯車両３０側）で出湯重量及び配湯重量を算出し、算出した出湯重量及び配湯重量情報を、無線通信により湯量管理手段５６に送信するようにしても構わない。何れの場合にしても、出湯重量及び配湯重量はデータとして湯量管理手段５６に記憶される。

また、上記実施形態では、溶融金属配湯車両３０として、図２に示すように、牽引車両３１と、牽引車両３１の後方に連結され、配湯用容器３２を載置した被牽引車両３３とを具備し、被牽引車両３３は、載置した状態の配湯用容器３２を鉛直軸まわりに回転させる回転機構４１を有するものが記載されているが、この形態には限定されないことはもちろんである。内部に保持した溶湯を保持炉２２に供給可能な配湯用容器３２を載置できると共に、載置した状態の配湯用容器３２の重量を計測することのできる重量計測手段５５を配設し得る限りにおいて、例えば従来のフォークリフト型など、任意の形態の溶融金属配湯車両３０を使用することが可能である。

また、上記以外の事項についても、本発明の技術的意義を没却しない限りにおいて他の具体的形態を採り得ることはもちろんである。

１０ 出湯ステーション
１１ 溶解炉
１２ 連絡通路
１３ 通路
１４ 上蓋脱着ステーション
１５ ロボットアーム
２０ 配湯ステーション
２１ 鋳造装置
２２ 保持炉
２３ 通路
２４ 外部電源
３０ 溶融金属配湯車両
３０ 配湯車両
３１ 牽引車両
３２ 配湯用容器
３３ 被牽引車両
３５ 接続部
３６ 加圧気体注入装置
３７ 制御盤
３８ コンプレッサ
３９ 圧力調整装置
４１ 回転機構
４３ 回転台
４４ 配湯用ノズル
４６ 上蓋部
５０ 停止位置検知装置
５１ 光センサ
５２ 反射板
５３ ＱＲコード
５４ ＱＲリーダー
５５ 重量計測手段
５６ 湯量管理手段
１００ 通路
１０１ 配湯車両
１０２ 保持炉
１０３ 配湯用容器
１０４ 配湯用ノズル
Ｐ１ 配湯可能位置
Ｐ２ 上蓋取外し位置
Ｐ３ 出湯可能位置
Ｐ４ 上蓋装着位置

Claims (1)

1. 鋳造装置と溶解炉との間を走行可能な複数の配湯車両と、該配湯車両に載置され、内部に保持した溶湯を前記鋳造装置の保持炉に供給することのできる複数の配湯用容器とを用いて、前記溶解炉からの前記溶湯の出湯量、及び前記保持炉への前記溶湯の配湯量を管理するための方法であって、
   各々の前記配湯車両は、一又は複数箇所の前記保持炉を回って前記配湯作業を行うと共に、
   前記出湯及び配湯の前後における前記配湯用容器の重量を計測し、該計測した重量に基づき一回当たりの前記溶湯の出湯重量及び配湯重量を取得すると共に、複数の前記出湯重量及び配湯重量を記憶して前記溶解炉単位での出湯量及び前記保持炉単位での配湯量を管理することを特徴とする出湯量及び配湯量管理方法。

Images