JP5869536B2 - 鋳造製品の製造データ管理方法 - Google Patents

Description

本発明は鋳造製品の製造データ管理方法に関するものである。

特許文献１は従来の鋳造製品である鋳鉄管の製造履歴等の管理方法を開示している。この鋳鉄管の製造履歴等の管理方法では、鋳鉄管の受け口に形成されたフランジの外側端面に対応する中子毎に管理番号を形成する凹部を刻印する。この刻印された中子を使用することによって、１本毎に管理番号が付された鋳鉄管を製造する。そして、管理番号毎に鋳鉄管の製造履歴データ等を保存して管理を行う。この管理方法によれば、鋳鉄管１本毎にその製造履歴等を把握することができ、鋳鉄管の信頼性及び安全性を確保することができる。

特開２０１２−１３５７７２号公報

しかし、特許文献１の鋳鉄管の製造履歴等の管理方法には管理番号毎に保存して管理する製造履歴データの内容が開示されていない。また、この鋳鉄管は高速回転する金型の内側に溶湯を流し込んで遠心鋳造される。この金型は、鋳造品を取り出す脱型工程時に砂型のように崩してしまうものではなく、繰り返し使用される。つまり、同一形状の鋳鉄管であれば同じ金型を利用して製造される。このため、鋳鉄管１本毎に鋳造の際に利用した金型が相違するものではない。また、鋳鉄管が完成した後であっても金型は存在する。このため、鋳鉄管の品質に不具合が生じれば金型を検証することができる。このように、この鋳鉄管の製造履歴等の管理方法において、鋳鉄管１本毎に金型に関するデータを保存して管理する有用性が乏しい。

一方、砂型を利用して鋳造製品を鋳造した場合、解枠時に砂型を崩してしまうため、鋳造製品が完成した後では砂型が存在せず、そのものを検証することができない。また、鋳造製品の製造工程における中間物の中には、砂型以外にも鋳造製品が完成した後に、そのものを検証できないもの（例えば、溶湯、中子等）がある。

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、鋳造製品の品質に影響を与え、鋳造製品が完成した後に検証し難い製造工程における中間物を鋳造製品毎に検証することができる鋳造製品の製造データ管理方法を提供することを解決すべき課題としている。

本願第１発明の鋳造製品の製造データ管理方法は鋳造製品の各種製造データをデータベースに登録して管理する。この鋳造製品の製造データ管理方法は第１データ取得工程と第２データ取得工程とを備えている。第１データ取得工程は、上型と下型とを有し、前記上型と前記下型とを組み合わせることによって前記鋳造製品が鋳込まれるキャビティが形成される砂型を製造する造型工程における砂型の製造データを取得する。第２データ取得工程は、鋳造用金属を溶解して溶湯を製造し、その溶湯を出湯する溶湯製造工程における溶湯の製造データを取得する。この鋳造製品の製造データ管理方法は第１データ取得工程において取得した砂型の製造データを対応する各鋳造製品に関連付けてデータベースに登録して管理する。また、この鋳造製品の製造データ管理方法は、溶湯を各砂型のキャビティに注湯する注湯工程を実行した際、第２データ取得工程において取得した溶湯の製造データを鋳造される全ての各鋳造製品に対応させつつ関連付けてデータベースに登録して管理する。

鋳造製品の製造工程において、砂型及び溶湯は中間物である。砂型及び溶湯の状態は鋳造製品の品質に大きな影響を与える。しかし、砂型は解枠時に崩されてしまう。このため、鋳造製品が完成した後に砂型を直接的に検証することができない。また、溶湯も鋳造製品が完成した後に直接的に検証することができない。そこで、この鋳造製品の製造データ管理方法は、第１データ取得工程において取得した造型工程における砂型の製造データ、及び第２データ取得工程において取得した溶湯製造工程における溶湯の製造データを対応する各鋳造製品に関連付けてデータベースに登録し、管理する。これによって、鋳造製品が完成した後であっても、データベースに登録した各種製造データから、その鋳造製品を製造した際の砂型及び溶湯の検証を行うことができる。なお、本願第１発明等において、「関連付け」とは、データベースにアクセスすることによって、鋳造製品から各種製造データを特定することができる状態、かつ、各種製造データから鋳造製品を特定することができる状態にすることをいう。

したがって、本願第１発明の鋳造製品の製造データ管理方法は、鋳造製品の品質に影響を与え、鋳造製品が完成した後に検証し難い製造工程における中間物を検証することができる。

実施例の鋳造製品の製造データ管理方法を具体化した管理システムの概略図である。 実施例の鋳造製品の製造工程を示すフロー図である。 実施例の鋳造製品の製造工程において、（Ａ）は中子製造工程において中子シリアル番号を付与するタイミングを示し、（Ｂ）は造型工程において造型シリアル番号及び製品シリアル番号を付与するタイミングを示し、（Ｃ）は溶湯製造工程において溶解シリアル番号を付与するタイミングを示す。 実施例の砂型を示す模式図であって、（Ａ）は抜型工程後の上型及び下型を示し、（Ｂ）は下型のキャビティ内に中子を収めた状態を示し、（Ｃ）はキャビティ内に中子は配置して上型と下型とを組み合わせた状態を示す。 実施例において、各シリアル番号を結び付けるタイミングを示すフロー図である。

本発明の鋳造製品の製造データ管理方法を具体化した実施例について、図面を参照しつつ説明する。

＜実施例＞
実施例の鋳造製品の製造データ管理方法は、図１に示すように、製造データ管理システムのデータベース１に各種製造データを登録して管理するものである。このデータベース１は、鋳造製品の製造工程において、各種計測器及びセンサーからの自動入力、又はタッチパネルを使用した作業者の手動入力によって、各種製造データが登録される。また、このデータベース１はネットワークを介して複数のコンピュータ２からアクセスすることができる。

鋳造製品の製造工程は、図２に示すように、造型工程１０、中子製造工程２０、溶湯製造工程３０、注湯工程４０、成形工程５０、脱型工程６０、及び仕上げ工程７０を備えている。

造型工程１０では砂型１１（図４（Ｃ）参照）を製造する。鋳造製品の製造工程において、砂型１１は中間物である。造型工程１０は、混練工程、砂入れ工程、硬化工程、抜型工程、中子収め工程、及び枠合わせ工程をこの順に実行する。混練工程では樹脂及び硬化剤を添加した鋳物砂１３を混練する。砂入れ工程では同一形状の２個の鋳造模型（図示せず）を並列に配置した１個の鋳枠１２内に混練した鋳物砂１３を投入する。硬化工程では鋳枠１２内に投入した鋳物砂１３を硬化させる。抜型工程では鋳造模型を鋳枠１２から抜き取る。このようにして、上型１１Ａ及び下型１１Ｂが形成される（図４（Ａ）参照）。上型１１Ａ及び下型１１Ｂは同一形状のキャビティ１４Ａ、１４Ｂが２個ずつ並列状態で形成さている。上型１１Ａは、各キャビティ１４Ａに連通した湯口１５及び図示しないガス抜き孔が貫設されている。中子収め工程では下型１１Ｂの２個のキャビティ１４Ｂの夫々に後述する中子製造工程２０で製造した中子２１を１個ずつ配置する（図４（Ｂ）参照）。枠合わせ工程では中子２１を配置した下型１１Ｂの上に上型１１Ａを組み合わせる（図４（Ｃ）参照）。このようにして、キャビティ１４Ａ、１４Ｂ内に中子２１を配置した砂型１１が完成する。この砂型１１は１個で２個の鋳造品を鋳造することができる。

この造型工程１０では、図３（Ｂ）に示すように、抜型工程において、砂型１１毎、より詳しくは、組み合わされる上型１１Ａ及び下型１１Ｂの１組毎に造型シリアル番号（ＺＢ−１、ＺＢ−２、…）を付与する。つまり、図１に示すように、造型シリアル番号をデータベース１に登録して管理する。この際、抜型工程までに第１データ取得工程において取得した砂型１１毎の製造データを造型シリアル番号に結び付けてデータベース１に登録する。

第１データ取得工程は、造型工程１０において、砂型１１毎（上型１１Ａ及び下型１１Ｂの１組毎）に、鋳物砂１３に添加した樹脂及び硬化剤の添加量、混練工程での混練砂の温度、鋳造模型の使用回数、及び硬化工程における鋳物砂１３の硬化時間等を各種計測器及びセンサーを利用して自動取得する。また、第１データ取得工程は、中子収め工程において、作業者が気付いた事項をタッチパネルから手動入力によって取得する。この際に入力されるデータは、キャビティ１４Ｂに対して中子２１がきつかった、中子２１が折れた等の情報である。中子収め工程は抜型工程より後に実行されるため、中子収め工程において手動入力されたデータはその際に造型シリアル番号に結び付けられてデータベース１に登録される。

さらに、造型工程１０では、図３（Ｂ）に示すように、中子収め工程において、鋳造される鋳造製品毎に対応する製品シリアル番号（ＣＢ−１、ＣＢ−２…）を付与する。つまり、図１に示すように、製品シリアル番号をデータベース１に登録して管理する。なお、この時点で、鋳造製品は存在しない。このため、１個の鋳造品が成形されるキャビティ１４Ａ、１４Ｂ毎に製品シリアル番号を付すことになる。また、上型１１Ａ又は下型１１Ｂの所定の部位のキャビティ面に製品シリアル番号を付ける。これによって、鋳造製品に製品シリアル番号を鋳出し文字として形成する。

また、中子収め工程において、図５に示すように、製品シリアル番号と、造型シリアル番号と、後述する中子シリアル番号とを結び付けてデータベース１に登録し、管理する。このように、中子収め工程において、製品シリアル番号と、造型シリアル番号と、中子シリアル番号とを結び付けてデータベース１に登録することによって、鋳造製品毎に砂型１１及び中子２１の各種製造データを間違えなく確実に関連付けることができる。

中子製造工程２０では中子２１を製造する。鋳造製品の製造工程において、中子２１も中間物である。中子製造工程２０は、図２に示すように、焼成工程、バリ取り工程、組立工程、塗装乾燥工程、及び検査工程をこの順に実行する。焼成工程では、樹脂及び硬化剤を添加した鋳物砂１３を混練し、それを金型内に入れて所定の形状（中子２１の中間体）に成形し、焼成する。バリ取り工程では中子２１の中間体にできたバリを取り除く。組立工程では、形状の違う複数の中子２１の中間体を組み立てることによって、中子２１を形成する。塗装乾燥工程では耐熱性の塗布剤を中子２１に塗装し乾燥させる。検査工程では作業員の目視によって中子２１の良否を検査する。このようにして、砂型１１のキャビティ内に配置する中子２１が完成する。

この中子製造工程２０では、図３（Ａ）に示すように、焼成工程において、中子２１毎に中子シリアル番号（Ｎ−１、Ｎ−２、…）を付与する。つまり、図１に示すように、中子シリアル番号をデータベース１に登録して管理する。この際、中子２１毎の焼成温度を第３データ取得工程において取得し、中子シリアル番号に結び付けてデータベース１に登録する。また、中子シリアル番号を記したテープを各中子２１に貼付ける。

第３データ取得工程は、中子製造工程２０において、中子２１毎に焼成工程における焼成温度、塗装乾燥工程における塗型濃度、及び塗装乾燥工程における乾燥温度等を各種計測器及びセンサーを利用して自動取得する。塗型濃度とは中子２１に塗装する泥状の塗布剤の濃度（分散値）である。また、第３データ取得工程は、中子製造工程２０の検査工程において、作業者が気付いた事項をタッチパネルから手動入力によって取得する。塗装乾燥工程及び検査工程はバリ取り工程より後に実行されるため、これら工程において取得された各種データは、データを取得する際に中子シリアル番号に結び付けられてデータベースに登録される。

溶湯製造工程３０では砂型１１のキャビティ内に流し込む溶湯を製造する。鋳造製品の製造工程において、溶湯も中間物である。溶湯製造工程３０は、図２に示すように、計量工程、溶解工程、成分調整工程、及び出湯工程をこの順に実行する。計量工程では、電気炉で一度に溶解する各種鋳造用金属や添加剤等を計量する。溶解工程では電気炉で各種鋳造用金属等を溶解する。成分調整工程では電気炉内の溶湯の成分を調整する。出湯工程では電気炉内の溶湯を３回に分けて処理取鍋に出湯する。

この溶湯製造工程３０では、図３（Ｃ）に示すように、出湯工程において、溶解シリアル番号（Ｓ−１−１、Ｓ−１−２、Ｓ−１−３、Ｓ−２−１、Ｓ−２−２、Ｓ−２−３、…）を付与する。つまり、図１に示すように、溶解シリアル番号をデータベース１に登録して管理する。この際、溶解シリアル番号に第２データ取得工程において取得した出湯毎の溶湯の製造データを結び付けてデータベース１に登録する。なお、この溶解シリアル番号は、電気炉において１度に溶解される溶湯毎にＳ−１、Ｓ−２、…として、さらに、処理取鍋に３回に分けて出湯する毎に枝番（−１、−２、−３）を追加したものである。

第２データ取得工程は、溶湯製造工程３０において、出湯毎に電気炉内の溶湯温度、溶湯重量、各種鋳造用金属の配合量、添加材の配合量、及び成分値等を各種計測器及びセンサーを利用して自動取得する。また、第２データ取得工程は、出湯工程において、作業者が気付いた事項をタッチパネルから手動入力によって取得する。

注湯工程４０では、図２に示すように、造型工程１０を経て完成した砂型１１に溶湯製造工程３０で製造された溶湯を流し込む。つまり、処理取鍋から注湯取鍋に溶湯を移し、注湯取鍋内の溶湯を砂型１１の湯口からキャビティ内に流し込む。この際、注湯取鍋内の溶湯を３個の砂型１１に分けて流し込む。注湯工程４０において、図５に示すように、造型シリアル番号と溶解シリアル番号とを結び付けてデータベース１に登録し、管理する。これによって、製品シリアル番号、造型シリアル番号、中子シリアル番号、及び溶解シリアル番号がデータベース１上で結び付けられることになる。このように、注湯工程４０において、造型シリアル番号と溶解シリアル番号とを結び付けてデータベース１に登録することによって、鋳造製品毎に溶湯の製造データを間違えなく確実に関連付けることができる。

成形工程５０では、砂型１１に流し込まれた溶湯を砂型１１内で徐々に冷却（徐冷）し、固化させる。これによって、砂型１１内で鋳造品が成形される。この際、冷却に要した時間が計測器及びセンサーを利用して自動取得され、造型シリアル番号に結び付けられてデータベース１に登録される。

脱型工程６０では砂型１１から鋳造品を取り出す。この脱型工程６０は、解枠工程、枠外徐冷工程、外部ショット工程、及び一次検査工程をこの順に実行する。解枠工程では砂型１１を崩して鋳造品を取り出す。枠外徐冷工程では砂型１１から取り出した鋳造品を徐々に冷却する。外部ショット工程では鋳造品の外表面に付着した鋳物砂１３をショットブラストによって除去する。一次検査工程では作業員の目視によって鋳造品の外表面の良否を検査する。この際、作業者が気付いた事項をタッチパネルから手動入力し、製品シリアル番号に結び付けられてデータベース１に登録される。

仕上げ工程７０では鋳造品を仕上げ加工して鋳造製品とし、出荷する。仕上げ工程７０は、バリンダ工程、内部ショット工程、二次検査工程、及びフライス工程をこの順に実行する。バリンダ工程では鋳造品に形成されたバリを除去する。内部ショット工程では鋳造品の内表面に付着した鋳物砂１３をショットブラストによって除去する。二次検査工程では作業員の目視によって鋳造品の良否を最終検査する。この際、作業者が気付いた事項をタッチパネルから手動入力し、製品シリアル番号に結び付けられてデータベース１に登録される。フライス工程では鋳造品の所定部位を切削する。このようにして、鋳造製品が完成し、出荷される。

このように、この鋳造製品の製造データ管理方法では、製品シリアル番号、造型シリアル番号、中子シリアル番号、及び溶解シリアル番号がデータベース１上で結び付けられている。これによって、第１データ取得工程において取得した造型工程１０における砂型１１毎の製造データ、第２データ取得工程において取得した溶湯製造工程３０における出湯毎の溶湯の製造データ、及び第３データ取得工程において取得した中子製造工程２０における中子２１毎の製造データ等の鋳造製品の各種製造データが対応する鋳造製品毎に関連付けられている。

このため、鋳造製品が完成した後であっても、データベース１にネットワークを介してアクセスすることができるコンピュータ２を利用して、鋳造製品に付された製品シリアル番号からその鋳造製品の各種製造データを呼び出すことができる。これによって、その鋳造製品を製造した際の砂型１１、溶湯、及び中子２１の検証を行うことができる。また、データベース１にネットワークを介してアクセスすることができるコンピュータ２を利用して、中子シリアル番号、造型シリアル番号、溶解シリアル番号から製品シリアル番号を呼び出すことができる。これによって、ある工程で不具合が起こる状態で製造を続けてしまった場合等、対応する鋳造製品も特定することができる。

したがって、実施例の鋳造製品の製造データ管理方法は、鋳造製品の品質に影響を与え、鋳造製品が完成した後に検証し難い製造工程における中間物を検証することができる。

また、この鋳造製品の製造データ管理方法では、砂型１１毎にその製造データを取得し、出湯毎に溶湯の製造データを取得し、中子２１毎にその製造データを取得して、鋳造製品毎に関連付けている。このため、鋳造製品のロット毎ではなく、鋳造製品の１個ずつに固有の各種製造データを特定することができる。よって、鋳造製品の品質に影響する要因を適確に把握することができる。

また、この鋳造製品の製造データ管理方法では、各種シリアル番号を付与して、鋳造製品毎にそれらシリアル番号を結び付けている。これによって、鋳造製品毎の各種製造データの関連付けを容易に行うことができる。

本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）実施例では、中子をキャビティ内に配置して鋳造する鋳造製品の製造データ管理方法を説明したが、中子を使用せずに鋳造する鋳造製品にこの鋳造製品の製造データ管理方法を適用してもよい。
（２）実施例で示した各種製造データ以外の製造データをデータベースに登録して、管理してもよい。
（３）実施例では、１個の砂型で２個の鋳造品を鋳造することができたが、１個の砂型で１個又は３個以上の鋳造品を鋳造してもよい。
（４）実施例では、電気路内の溶湯を３回に分けて注湯取鍋に出湯したが、３回に限らず複数回に分けて注湯取鍋に出湯してもよい。
（５）各種シリアル番号を付与するタイミングは実施例で示したタイミング以外であってもよい。
（６）各種シリアル番号の形式は実施例で示した以外の形式であってもよい。

１…データベース
１０…造型工程
１１…砂型
２０…中子製造工程
２１…中子
３０…溶湯製造工程
４０…注湯工程

Claims (5)

1. 鋳造製品の各種製造データをデータベースに登録して管理する鋳造製品の製造データ管理方法であって、
   上型と下型とを有し、前記上型と前記下型とを組み合わせることによって前記鋳造製品が鋳込まれるキャビティが形成される砂型を製造する造型工程における前記砂型の製造データを取得する第１データ取得工程と、
   鋳造用金属を溶解して溶湯を製造し、その溶湯を出湯する溶湯製造工程における前記溶湯の製造データを取得する第２データ取得工程と、
   を備えており、
   前記第１データ取得工程において取得した前記砂型の製造データを対応する前記各鋳造製品に関連付けて前記データベースに登録して管理し、
   前記溶湯を前記各砂型の前記キャビティに注湯する注湯工程を実行した際、前記第２データ取得工程において取得した前記溶湯の製造データを鋳造される全ての前記各鋳造製品に対応させつつ関連付けて前記データベースに登録して管理することを特徴とする鋳造製品の製造データ管理方法。
2. 鋳造製品の各種製造データをデータベースに登録して管理する鋳造製品の製造データ管理方法であって、
   砂型を製造する造型工程における前記砂型の製造データを取得する第１データ取得工程と、
   鋳造用金属を溶解して溶湯を製造し、その溶湯を出湯する溶湯製造工程における前記溶湯の製造データを取得する第２データ取得工程と、
   前記砂型のキャビティ内に組み込まれる中子を製造する中子製造工程における前記中子の製造データを取得する第３データ取得工程と、
   を備えており、
   前記第１データ取得工程及び前記第２データ取得工程において取得した前記各製造データを対応する前記各鋳造製品に関連付けて前記データベースに登録して管理し、
   前記造型工程における前記砂型のキャビティ内に中子を組み込む際、前記第３データ取得工程において取得した前記中子の製造データを対応する前記各鋳造製品に対して関連付けて前記データベースに登録して管理することを特徴とする鋳造製品の製造データ管理方法。
3. 鋳造製品の各種製造データをデータベースに登録して管理する鋳造製品の製造データ管理方法であって、
   砂型を製造する造型工程における前記砂型の製造データを取得する第１データ取得工程と、
   鋳造用金属を溶解して溶湯を製造し、その溶湯を出湯する溶湯製造工程における前記溶湯の製造データを取得する第２データ取得工程と、
   前記砂型のキャビティ内に組み込まれる中子を製造する中子製造工程における前記中子の製造データを取得する第３データ取得工程と、
   を備えており、
   前記第１データ取得工程において取得した前記砂型の製造データを対応する前記各鋳造製品に関連付けて前記データベースに登録して管理し、
   前記溶湯を前記砂型に注湯する注湯工程を実行した際、前記第２データ取得工程において取得した前記溶湯の製造データを対応する前記各鋳造製品に関連付けて前記データベースに登録して管理し、
   前記造型工程における前記砂型のキャビティ内に中子を組み込む際、前記第３データ取得工程において取得した前記中子の製造データを対応する前記各鋳造製品に対して関連付けて前記データベースに登録して管理することを特徴とする鋳造製品の製造データ管理方法。
4. 鋳造製品の各種製造データをデータベースに登録して管理する鋳造製品の製造データ管理方法であって、
   砂型を製造する造型工程における前記砂型毎の製造データを取得する第１データ取得工程と、
   鋳造用金属を溶解して溶湯を製造し、その溶湯を出湯する溶湯製造工程における出湯毎に前記溶湯の製造データを取得する第２データ取得工程と、
   を備えており、
   前記砂型毎に造型シリアル番号を付与し、この造型シリアル番号に前記第１データ取得工程において前記砂型毎に取得した前記砂型の製造データを結び付け、
   前記溶湯の出湯毎に溶解シリアル番号を付与し、この溶解シリアル番号に前記第２データ取得工程において前記出湯毎に取得した前記溶湯の製造データを結び付け、
   前記鋳造製品毎に製品シリアル番号を付与し、この製品シリアル番号と前記造型シリアル番号と前記溶解シリアル番号とを結び付けることによって、前記砂型の製造データ及び前記溶湯の製造データを対応する前記各鋳造製品に関連付けて前記データベースに登録して管理することを特徴とする鋳造製品の製造データ管理方法。
5. 前記砂型のキャビティ内に組み込まれる中子を製造する中子製造工程における前記中子毎の製造データを取得する第３データ取得工程を備えており、
   前記中子毎に中子シリアル番号を付与し、この中子シリアル番号に第３データ取得工程において前記中子毎に取得した前記中子の製造データを結び付け、
   前記鋳造製品毎に製品シリアル番号を付与し、この製品シリアル番号と前記中子シリアル番号とを結びつけることによって、前記中子の製造データを対応する前記各鋳造製品に関連付けて前記データベースに登録して管理することを特徴とする請求項４記載の鋳造製品の製造データ管理方法。

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