JP6372746B2 - 自動注湯方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動注湯方法に係り、より具体的には、傾動式取鍋を用い、複数の鋳型のキャビティに個々に溶湯を供給する自動注湯方法に係る発明である。

近年、鋳物の鋳造工程において、コスト低減を目的とし、目標注湯重量に対する精度が高くかつ短時間で溶湯を注湯できる自動注湯方法の確立が要請されている。この要請に対応する本出願人に係る従来技術の一例が、特許文献１に開示されている。

特許文献１に開示された自動注湯方法は、「取鍋の傾動により内部の溶湯を注湯する自動注湯方法において、取鍋を傾動して溶湯を流出させて注湯を開始した後、注湯残量と注湯速度を計測算出し、予め設定した注湯速度と予測流出量の関係を定めた第１予測流出量関数をもとに逐次該注湯速度における予測流出量を計算して注湯残量と比較し、注湯残量が予測流出量とほぼ等しくなった時に取鍋を反転させる自動注湯方法であって、反転時における計測算出した注湯速度を予め設定した注湯速度の値と比較し、その値以上の場合には反転の途中で傾動を少なくとも１回停止保持する１段反転なる反転動作のパターンを選択し、その値より低い場合には反転の途中で傾動を停止保持しない反転動作のパターンを選択し、選択されたパターンで取鍋の反転動作を行うにあたり、前記１段反転のパターンでは、取鍋の停止保持中に、予め設定した注湯速度と予測流出量の関係を定めた第２予測流出量関数をもとに計測算出された注湯速度における予測流出量を計算して注湯残量と比較し、注湯残量が予測流出量とほぼ等しくなった時に、停止保持された取鍋を再度反転させ、注湯速度の大小に影響されずに注湯量精度を維持することを特徴とする」、自動注湯方法である。

この特許文献１の自動注湯方法によれば、上記構成であるので、「予め設定したパターンで取鍋を傾動して停止し、取鍋停止時の反動に伴う振動が制定した状態で注湯重量・注湯残量・注湯速度を計測して、この計測値と予め求めた予測流出量関数から算出した予測流出量をもとに取鍋反転を行うので、通常のフィードバック制御では対応できないような短時間でも高精度な注湯量制御が可能である」、と記載されている。

特許３６３２８７８号公報

近年、特に自動車用鋳物部品などの分野では、競争力の向上のため更なるコスト低減が望まれており、鋳造工程における注湯時間を従来並みに維持しつつ更なる注湯精度の高精度化への強い要請がある。

本発明は、かかる要請に対し本願発明者らが鋭意検討してなされた発明であり、傾動式取鍋を用い、複数の鋳型のキャビティに個々に溶湯を供給する自動注湯方法において、上記従来技術に対し、鋳造時の溶湯の注湯時間を従来並みに維持しつつ注湯精度の高精度化を図ることができる自動注湯方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するための本発明の一つの形態は、傾動式取鍋を用い、同様な複数の鋳型のキャビティに個々に溶湯を供給する自動注湯方法であって、個々に溶湯を供給する際に繰り返される第１〜第３の段階を少なくとも有し、
第１の段階は、傾動式取鍋を一の方向に傾動させ、第１の目標重量に達するまで鋳型のキャビティに溶湯を供給する段階であり、
第２の段階は、
前記第１の目標重量に達したときに確認された傾動式取鍋の傾動角度に基づき設定された目標供給流量となるよう、傾動式取鍋を傾動させる第１のステップと、
前記第１のステップの後、前記目標供給流量よりも低い供給流量となるよう傾動式取鍋を傾動させ、前記第１の目標重量よりも大きな第２の目標重量に達するまで鋳型のキャビティに溶湯を供給する第２のステップとを含む段階であり、
第３の段階は、前記第２の目標重量に達した後に、傾動式取鍋を他の方向に傾動させ、溶湯の供給を停止させる段階であり、
前記第１のステップにおいて確認された傾動式取鍋の傾動角度が一定の値を超える場合には、前記第１のステップにおける目標供給流量を、前記第１の目標重量に達したときの供給流量を超えるように設定することを特徴とする自動注湯方法、である。

上記形態の自動注湯方法において、前記第１のステップにおける目標供給流量は、複数の鋳型のうち第１番目に溶湯が供給される鋳型における第１のステップの供給流量を基本値とし、この基本値を、前記第１の目標重量に達したときの傾動式取鍋の傾動角度に応じ設定される第１の補正値で補正して設定することが望ましい。

さらに、複数の鋳型のうち第Ｎ（Ｎは３以上の整数）番目の鋳型のキャビティに溶湯を供給するにあたり、
第（Ｎ−１）番目の鋳型において前記第２の目標重量に達したときの鋳型における供給流量をＬ１、第（Ｎ−２）番目の鋳型において前記第２の目標重量に達したときの鋳型における供給流量をＬ２としたとき、Ｌ１＜Ｌ２の場合には、
第Ｎ番目の鋳型のキャビティに溶湯を供給するための前記第１のステップにおける目標供給流量を、前記Ｌ１とＬ２の差分に基づき設定される第２の補正値で補正して設定することが望ましい。

加えて、前記第２のステップにおける供給流量が、所定の期間、ほぼ一定または漸減するように傾動式取鍋を傾動させることが望ましい。

さらに加えて、複数の鋳型のうち第Ｎ番目（Ｎは３以上の整数）の鋳型のキャビティに溶湯を供給するにあたり、
第（Ｎ−１）番目の鋳型への溶湯の供給開始点から前記第２の目標重量に達したときまでの時間をＴ１、第（Ｎ−２）番目の鋳型への溶湯の供給開始点から前記第２の目標重量に達したときまでの時間をＴ２としたとき、
第Ｎ番目の鋳型のキャビティに溶湯を供給するための前記第１の段階における供給流量を、前記Ｔ１とＴ２の差分に基づき、第（Ｎ−１）番目の鋳型のキャビティへの供給流量に対し増減することがより望ましい。

本発明によれば、従来技術に対し、鋳造時の溶湯の注湯時間を維持しつつ注湯精度の高精度化を図ることができる自動注湯方法を提供することができる。

本発明に係る一実施形態の自動注湯方法の全体の流れを示すフロー図である。 図１の第１の段階（Ｓ１）のフロー図である。 図１の第２の段階（Ｓ２）のフロー図である。 図３の第１のステップ（Ｓ２１）のフロー図である。 図３の第２のステップ（Ｓ２２）のフロー図である。 図１の第３の段階（Ｓ３）のフロー図である。 本発明に係る一実施形態の自動注湯方法で使用される自動注湯装置の一例の概略構成図である。 本発明に係る一実施形態の自動注湯方法における、時間と傾動式取鍋の傾動速度、注湯重量および流量との相関を示す線図である。

上記課題を解決する手段の項で説明したように、本発明に係る自動注湯方法は、その流れを示すフロー図である図１に示すように、傾動式取鍋を用い、複数の鋳型のキャビティに個々に溶湯を供給する自動注湯方法であり、第１の段階Ｓ１、第２の段階Ｓ２および第３の段階Ｓ３を少なくとも基本的な構成としている。

第１の段階（以下、理解のため、この段階を供給段階と言う場合がある。）Ｓ１は、傾動式取鍋を一の方向に傾動させ、第１の目標重量に達するまで鋳型のキャビティに溶湯を供給する段階である。また、第２の段階（以下、この段階を予備湯切段階と言う場合がある。）Ｓ２は、第１の目標重量に達したときに確認された傾動式取鍋の傾動角度に基づき設定された目標供給流量となるよう、傾動式取鍋を傾動させる第１のステップと、第１のステップの後、第１のステップの目標供給流量よりも低い供給流量となるよう傾動式取鍋を傾動させ、第１の目標重量よりも大きな第２の目標重量に達するまで鋳型のキャビティに溶湯を供給する第２のステップとを含む段階である。さらに、第３の段階（以下、この段階を本湯切段階と言う場合がある。）Ｓ３は、第２の目標重量に達した後に、傾動式取鍋を他の方向に傾動させ、溶湯の供給を停止させる段階である。

そして、本発明に係る自動注湯方法では、上記第１のステップにおいて確認された傾動式取鍋の傾動角度が一定の値を超える場合には、当該第１のステップにおける目標供給流量を、第１の目標重量に達したときの供給流量を超えるように設定している。

かかる自動注湯方法によれば、以下のような作用効果を得ることができる。すなわち、供給（第１の）段階Ｓ１で供給された溶湯は、本湯切（第３の）段階Ｓ３で、その供給が停止される。この本湯切工程Ｓ３で、他の方向への傾動開始後、溶湯の供給が停止するまでの間に傾動式取鍋から流出して鋳型のキャビティに供給される溶湯の量のバラツキを低減するため、本湯切段階Ｓ３の前に、予備湯切（第２の）段階Ｓ２の第２のステップを実行する。つまり、第２のステップでは、その溶湯の供給流量を第１のステップにおける溶湯の目標供給流量よりも低くして溶湯の供給流量を絞ることで、第２のステップにおける傾動式取鍋から供給される溶湯の供給流量の変動を抑制させつつ本湯切段階Ｓ３の開始の起点である第２の目標重量まで注湯している。これにより、本湯切段階Ｓ３における溶湯の供給重量を一定に制御することができ、従来技術を超えた高い注湯精度を得ることができる。

一方で、予備湯切段階Ｓ２の第２のステップでは、第１のステップの目標供給流量より供給流量を絞るために、特に傾動式取鍋の傾動角度が大きな場合には溶湯の供給流量が低くなり過ぎ、第２のステップの注湯時間が長くなり、その結果、注湯工程全体の注湯時間も長くなるおそれがある。そこで、本発明に係る自動注湯方法では、第１のステップにおいて確認された、第１の目標重量に達したときの傾動式取鍋の傾動角度が一定の値を超える場合、つまり傾動式取鍋から鋳型のキャビティに供給される溶湯の供給流量が減少することが予想される場合には、当該第１のステップにおける目標供給流量を第１の目標重量に達したときの供給流量を超えるように設定している。このように第１のステップでの溶湯の供給流量を増加せしめ第１のステップの注湯時間を短くすることにより、第２のステップにおける溶湯の供給流量の減少を補完し、注湯精度を高めつつ注湯工程全体の注湯時間を従来並みに以下に短縮することができる。

以下、本発明に係る自動注湯方法について、その具体的な実施形態に基づき図面を参照しつつ説明する。なお、下記説明する実施形態は、上記説明した自動注湯方法に更に好ましい構成要素を付加した例であり、本発明は下記する実施形態に限定されない。

まず、本実施形態の自動注湯方法に使用される自動注湯装置の一例について、その概略構成図である図７を参照しつつ説明する。鋳型６０に形成されたキャビティ６０ｃに溶湯Ｍを注湯する自動注湯装置１０は、溶湯Ｍを収納する傾動式取鍋（以下、単に取鍋と言う場合がある。）１０ａを有し、取鍋１０ａの上部には出湯口１０ｂが形成されている。そして、取鍋１０ａは、サーボモータ１０ｄで回動する傾動架台１０ｃの上に設置されており、さらに当該傾動架台１０ｃは、不図示の横行機構により、紙面水平方向（図示ＸおよびＹ方向）に移動する横行架台１０ｅに設置されている。ここで、傾動架台１０ｃの傾動角度はサーボモータ１０ｄに内蔵されたエンコーダ（角度計）１０ｉで、不図示の横行機構による横行する横行架台１０ｅのＸおよびＹ方向の位置はリニアスケールなどで検出される。そして検出された値は制御部１０ｇに入力され、制御部１０ｇで適宜処理され、サーボモータ１０ｄなどの動作を制御する。これにより、傾動架台１０ｃおよび横行架台１０ｅは適切に動作し、取鍋１０ａは、回転中心Ｏを中心として傾動して所望の角度まで傾動することにより内部に収納された溶湯Ｍを出湯口１０ｂから出湯させることができる。なお、以下の説明では、回転中心Ｏを中心とした、取鍋１０ａの図示＋方向の時計周り方向（一の方向）の傾動を「正傾動」、図示−方向の反時計周り方向（他の方向）の傾動を「逆傾動」という場合がある。また、取鍋１０ａの傾動角度とは、図７に示すように、取鍋１０ａが立った状態を基準（０°）としたときの回転中心Ｏ周りの角度のことを指す。また、傾動架台１０ｃを傾動させる手段はサーボモータ１０ｄに限定されず、例えば油圧または空気圧などで作動する流体圧シリンダーであってもよい。

上記横行架台１０ｅの底面には重量計１０ｆが設置されており、取鍋１０ａに収納された溶湯Ｍの重量をオンラインで検出し、制御部１０ｇに入力する。これにより、注湯時における溶湯Ｍの重量を得ることができるとともに、当該重量の時間的変化から溶湯の供給流量を演算して得ることができる。符号１０ｈは、出湯口１０ｂから出湯する溶湯Ｍの流れを臨むように配置された出湯検出器であり、例えば反射式や透過式のレーザー検出器などを使用することができる。出湯検出器１０ｈは制御部１０ｇに接続されており、出湯口１０ｂからの溶湯Ｍの出湯が開始すると、出湯開始信号を制御部１０ｇに入力するよう構成されている。

自動注湯装置１０の各構成要素を制御する制御部１０ｇは、上記した角度計１０ｉ等から入力される各種信号のインターフェース、当該信号をデジタル化するＡＤ変換器、デジタル化された情報、各種設定値および演算処理用のプログラムなどを記憶する記憶装置（メモリー）、プログラムに基づき各種情報を演算処理する演算装置（ＣＰＵ）などで構成されたコンピューターであり、プログラムに基づき供給段階Ｓ１〜本湯切段階Ｓ３を実行する。ここで、本形態の自動注湯方法は、プログラム中にコーディングされた供給段階Ｓ１〜本湯切段階Ｓ３各々を実行する手段によりソフトウエア的に実現されるが、供給段階Ｓ１〜本湯切段階Ｓ３各々を実行する手段を回路上に形成してハードウエア的に実現しても構わない。

本実施形態で溶湯Ｍが注湯される鋳型６０は、生砂型である上型６０ａおよび下型６０ｂを組み合わせた鋳型６０であり、その内部のキャビティ６０ｃは、その要素として、湯口部６０ｄ、湯道部６０ｅおよび製品部６０ｆなどのキャビティで構成されている例であるが、鋳型は例えばシェル鋳型や自硬性鋳型であってもよく、金属型などの永久鋳型であってもよい。また、キャビティの要素としては、上記以外に例えば押湯部その他のキャビティ要素を含んでいてもよい。

図７では、１個の鋳型６０のみが表示されているが、本実施形態では、不図示の鋳型搬送部が、紙面において垂直方向（Ｙ方向）に延びるように配置されており、この鋳型搬送部には、鋳型６０と同様な鋳型が複数個配置されている。これにより、例えば第Ｎ番目の鋳型への注湯が完了すると取鍋１０ａから離れるように紙面奥方向へ搬送され、紙面手前方向に配置された次の鋳型である第（Ｎ＋１）番目の鋳型が取鍋１０ａの側方に位置する注湯点まで搬送され、そのキャビティに溶湯が注湯される。つまり、本実施形態の自動注湯方法では、このように複数の鋳型のキャビティに対し、溶湯は、連続して個々に供給されることとなる。なお、本実施形態では、上記のように取鍋１０の位置が固定され、注湯点まで鋳型６０が移動する定点注湯方式であるが、鋳型を移動させず、取鍋が注湯点まで移動して注湯する追い注ぎ方式であってもよい。

上記取鍋１０を使用した、好ましい例である本実施形態に係る自動注湯方法について、図１〜図８を参照して説明する。ここで、図８（ａ）は、本実施態様における自動注湯方法で注湯した場合の、取鍋の傾動速度の時間的変化を示す線図７０および注湯重量の時間的変化を示す線図８０であり、図８（ｂ）は、単位時間当たりの溶湯の供給流量の時間的変化を示す線図９０である。

本実施形態における全体の制御の流れを示すフロー図である図１に示すように、本実施形態の自動注湯方法は、注湯開始（ＳＴＡＲＴ）後、供給（第１の）段階Ｓ１、予備湯切（第２の）段階Ｓ２および本湯切（第３の）段階Ｓ３をこの順に実行する。そして、本湯切段階Ｓ３を実行して１個の鋳型への注湯が完了すると、注湯が完了した鋳型の個数Ｎ（Ｎは、１以上の整数である。）と目標注湯個数（Ｎｆ）とを比較し、一致しないとき（つまりＮ＜Ｎｆのとき）は供給段階Ｓ１へ戻り、再び供給段階〜本湯切段階を実行し、次の鋳型へ注湯する。そして、注湯した鋳型の個数（Ｎ）と目標注湯個数（Ｎｆ）が一致するとき（つまりＮ＝Ｎｆのとき）には注湯を終了（ＥＮＤ）する。

［第１の段階：供給段階］
図１の供給（第１の）段階Ｓ１について、その段階の詳細な制御の流れを示すフロー図である図２に基づき説明する。まず、ステップＳ１１で、今回溶湯を供給する鋳型が第２番目までの鋳型であるか（Ｎ≦２）を確認する。このステップＳ１１でＮ＝１および２の場合には、ステップＳ１３に進み、Ｎ≧３の場合にはステップＳ１２に進む。

第１番目の鋳型（Ｎ＝１）および第２番目の鋳型（Ｎ＝２）に注湯する場合、ステップ１３では、予め制御部のメモリーに入力されている初期設定値を呼び出し、この初期設定値を供給段階Ｓ１における取鍋の目標傾動速度Ｒ１とし、ステップＳ１４へ進む。

一方で、Ｎ≧３の場合には、ステップＳ１２で、Ｔ１とＴ２とを比較し、取鍋の目標傾動速度を決定し、ステップＳ１４へ進む。ここで、Ｔ１とは、図８（ａ）に示す、第（Ｎ−１）番目の鋳型、つまり今から注湯しようとしている鋳型の１個前の鋳型（前回の鋳型）において、溶湯の供給が開始された時点（以下、供給開始点と言う場合がある。）Ｐ１から第２の目標重量にＷ２に達した時点（以下、第２の目標重量到達点と言う場合がある。）Ｐ３までの注湯時間Ｔ１のことを指す。また、Ｔ２とは、第（Ｎ−２）番目の鋳型、つまり今から注湯しようとしている鋳型の２個前の鋳型（前々回の鋳型）において、供給開始点Ｐ１から第２の目標重量到達点Ｐ３までの注湯時間Ｔ２のことを指す。

そして、ステップＳ１２では、制御部は、第Ｎ番目（今回）の鋳型における注湯の供給段階Ｓ１の供給流量Ｆ２を適正な値に調整するため、出湯検知器および重量計から制御部に入力された出湯検知信号および取鍋内の溶湯重量に基づき上記注湯時間Ｔ１およびＴ２を求め、両者の差分に基づき、取鍋の傾動速度Ｒ１を設定して、前回の鋳型の供給流量Ｆ２に対し今回の鋳型への供給流量Ｆ２を増減する。具体的には、制御部は、Ｔ１−Ｔ２が設定した時間以上となり、前回の鋳型における注湯時間Ｔ１が前々回の鋳型における注湯時間Ｔ２に比べ長くなった場合には、取鍋の傾動速度Ｒ１を増速せしめ、前回の鋳型に対し今回の鋳型における供給段階Ｓ１の供給流量Ｆ２を増加させるのである。

上記ステップＳ１２およびＳ１３の後に、ステップＳ１２およびＳ１３で決定された傾動速度Ｒ１で取鍋を正傾動１させるステップＳ１４を実行する。具体的には、決定した傾動速度Ｒ１となるよう制御部はサーボモータ等を動作させ、傾動架台および横行架台の位置および移動速度を制御する。これにより、取鍋は、図８（ａ）において線図７１で示すように、回転中心の周りに所定の傾動加速度で正傾動１し、線図７２で示すように、所望の傾動速度Ｒ１となった時点で当該傾動速度Ｒ１を維持する。そして、出湯口からの溶湯の出湯を出湯検知器が検知するまで、傾動速度Ｒ１を維持しつつ取鍋は正傾動を継続する（ステップＳ１５）。このように傾動速度Ｒ１を維持するように取鍋を傾動させると傾動開始時に発生する溶湯の上面の揺れが収まりやすくなり、出湯口から出湯開始する際の溶湯の流出状態が安定し、出湯検知の確度を高めることができる。

上記ステップＳ１５で所定の傾動角度まで取鍋が正傾動１すると、出湯口から溶湯が出湯し、図８（ｂ）において線図９１で示すように、供給開始点Ｐ１から溶湯の供給が開始される。そして、出湯検知器が溶湯の出湯を検知すると、その出湯検出信号が制御部に入力され、注湯開始点Ｐ１以降、注湯が完了するまで図２に示すステップＳ１６が継続して実行される。ステップＳ１６では、制御部は、重量計で計測され、入力された注湯重量を確認して記憶するとともに記憶された注湯重量の時間的変化から溶湯の実際の供給流量（以下、実供給流量と言う場合がある。）を演算する。

上記ステップＳ１６を実行しつつ、上記取鍋正傾動１とは異なったパターンで取鍋を正傾動させる取鍋正傾動２をステップＳ１７で実行する。ここで、ステップＳ１７は、上記のようにステップＳ１６で演算された実供給流量に基づき所定の目標供給流量となるよう取鍋の傾動速度をフィードバック制御するステップである。具体的には、図８（ｂ）に示すように、線図９４で示される実供給流量が、所定の供給流量Ｆ２となるよう取鍋の傾動速度Ｒ２は制御される。この場合、取鍋の傾動速度のパターンはフィードバック制御により種々変化するが、通例、図８（ａ）に示されるように、取鍋の傾動速度は減速され（線図７３）、その後、線図７４で示されるように一定の傾動速度Ｒ２となるよう振幅しつつ正傾動２するパターンとなる。

上記のようにフィードバック制御によりステップＳ１７で取鍋正傾動２を実行すると、図８（ａ）において線図８０で示すように、溶湯の注湯重量は増加する。そして、重量計で計測された注湯重量が、第１の目標重量Ｗ１に到達したとステップＳ１８で判断されると、供給（第１の）段階Ｓ１が終了し、第１の目標重量Ｗ１に到達した時点（以下、第１目標重量到達点と言う場合がある。）Ｐ２から予備湯切段階Ｓ２が実行される。

［第２の段階：予備湯切段階］
予備湯切（第２の）段階Ｓ２について説明する。図３に示すように、予備湯切段階Ｓ２は、第１のステップＳ２１と、第２のステップ２２とを有し、この順序で各ステップ２１および２２が実行される。以下、第１のステップＳ２１、第２のステップの順に詳細を説明する。なお、予備湯切段階も、供給段階と同様に計測された溶湯の実注湯重量に基づきフィードバック制御を行ってもよいが、下記するように溶湯の供給流量の変化が大きく取鍋の傾動動作中に振動を発生させるおそれがあるためフィードバックをかけずにオープンな制御をすることが望ましい。

第１のステップ２１は、第１目標重量到達点Ｐ２において確認された取鍋の傾動角度αに基づき設定された目標供給流量Ｆ３ａまたはＦ３ｂ（図８（ｂ）参照）となるよう、取鍋を傾動させるステップである。なお、この第１のステップにおける目標供給流量Ｆ３ａまたはＦ３ｂは、複数の鋳型６０のうち第１番目（Ｎ＝１）に溶湯が供給される鋳型６０における第１のステップの供給流量を基本値とし、この基本値を、第１目標重量到達点Ｐ２における取鍋の傾動角度αに応じ設定される第１の補正値で補正して設定することが望ましい。

第１のステップＳ２１では、図４に示すように、まず、上記した第１目標重量到達点Ｐ２に達したときの取鍋の傾動角度αをステップＳ２１１で確認する。具体的には、第１目標重量到達点Ｐ２に達したとき、角度計は取鍋の傾動角度αを計測し、計測された信号が制御部に入力される。そして、制御部は、ステップＳ２１２において、入力された傾動角度αと予め設定されている角度βとを比較し、α＞βである場合には、ステップＳ２１４に進み、α≦βである場合には、ステップＳ２１３へ進む。ここで、角度βの値は、取鍋から出湯する溶湯の流量を、その傾動角度ごとに予め実験などで求め、決定される値である。

ここで、ステップＳ２１２から分岐するステップＳ２１３およびＳ２１４は、いずれも、第１目標重量到達点Ｐ２において確認された取鍋の傾動角度αに基づき設定された目標供給流量Ｆ３ａまたはＦ３ｂとなるよう、取鍋を傾動させるパターンを決定するステップである。しかしながら、以下説明するように、第１目標重量到達点Ｐのときの取鍋の傾動速度Ｒ２に対し、ステップＳ２１３は、取鍋の傾動速度を減速する通常のパターン（以下、通常パターンと言う場合がある。）を実行するのに対し、ステップＳ２１４は、取鍋を過傾動させ傾動速度を増速するパターン（以下、過傾動パターンと言う場合がある。）点で相違している。

すなわち、第１目標重量到達点Ｐ２における取鍋の傾動角度αが所定の角度β以下の場合、つまり取鍋から出湯する溶湯の供給流量が多い場合に選択されるステップＳ２１３では、図８（ａ）において線図７５ｂおよび７６ｂで示すように、第１目標重量到達点Ｐ２における取鍋の傾動速度Ｒ２に対し取鍋の傾動速度がＲ３ｂと減速する通常パターンが選択される。この通常パターンは、図８（ｂ）において線図９５ｂで示すように、第１のステップＳ２１における溶湯の目標供給流量Ｆ３ｂが、第１目標重量到達点Ｐ２のときの供給流量Ｆ４ａ以下となるように設定されている。このステップ２１３で通常パターンが選択されると、選択された通常パターンで取鍋が傾動するよう制御部はサーボモータ等に指令し、ステップＳ２１７において通常パターンで取鍋は正傾動３を行う。

一方で、第１目標重量到達点Ｐ２における取鍋の傾動角度αが所定の角度βを超える場合、つまり取鍋から出湯する溶湯の供給流量が少ない場合に選択されるステップＳ２１４では、図８（ａ）において線図７５ａおよび７６ａで示すように、第１目標重量到達点Ｐ２における取鍋の傾動速度Ｒ２に対して取鍋の傾動速度がＲ３ａと増速する過傾動パターンが選択される。この過傾動パターンは、図８（ｂ）において線図９５ａで示すように、第１のステップＳ２１における溶湯の目標供給流量Ｆ３ａが、第１目標重量到達点Ｐ２のときの供給流量Ｆ４ａを超えるように設定されている。

このように第１目標重量到達点Ｐ２のときの供給流量Ｆ４ａに対し、第１のステップＳ２１における溶湯の目標供給流量Ｆ４ａが超えるように取鍋を過傾動パターンで傾動させることにより、取鍋の傾動角度αが大きく溶湯の供給流量が少なくなる場合でも、上記したように第１のステップＳ２１の注湯時間が短くなり、注湯工程全体の注湯時間を従来並みに維持することができる。

上記ステップＳ２１４の後に実行されるステップＳ２１５およびＳ２１６は、本実施形態の自動注湯方法が、好ましい段階として含むステップである。ステップＳ２１５は、複数の鋳型のうち第Ｎ（Ｎは３以上の整数）番目の鋳型のキャビティに溶湯を供給するにあたり、図８に示すように、第（Ｎ−１）番目の鋳型（前回の鋳型）において第２の目標重量Ｗ２に達したときの溶湯の供給流量Ｌ１と、第（Ｎ−２）番目の鋳型（前々回の鋳型）において第２の目標重量Ｗ２に達したときの溶湯の供給流量Ｌ２とを比較し、Ｌ１＜Ｌ２であるか否かを判断するステップである。そして、ステップＳ２１５でＬ１≧Ｌ２、つまり、前回の鋳型の第２目標重量到達点Ｐ３における供給流量Ｌ１が、前々回の鋳型の第２目標重量到達点Ｐ３における供給流量Ｌ２以上であると判断した場合には、ステップＳ２１７に進み、上記のようにステップＳ２１４で選択された過傾動パターンのままで取鍋の正傾動３を行う。

一方で、ステップＳ２１５でＬ１＜Ｌ２、つまり、前回の鋳型の第２目標重量到達点Ｐ３における供給流量Ｌ１が、前々回の鋳型の第２目標重量到達点Ｐ３における供給流量Ｌ２未満と判断した場合には、ステップ２１６で、今回の鋳型のキャビティに溶湯を供給するための第１のステップＳ２１における目標供給流量Ｆ３ａに、前記Ｌ１とＬ２の差分に基づき設定される第２の補正値を加算する。つまり、Ｌ１＜Ｌ２の場合には、上記ステップＳ２１４で設定された過傾動パターンの取鍋の傾動速度Ｒ３ａに対し、さらに上記第２の補正値を反映して増速したパターン（以下、増速パターンという場合がある。）が選択され、その結果、第１のステップＳ２１における溶湯の供給流量を過傾動パターンよりも更に増加せしめるのである。このような増速パターンは、取鍋の中に残る溶湯の量が少なく、取鍋の傾動角度が大きくなっており、取鍋からの溶湯の供給流量が減少する場合に、第１のステップ２１の注湯時間を短縮できる点で有利である。ステップＳ２１６で増速パターンが選択されると、ステップＳ２１７に進み、増速パターンで取鍋の正傾動３が行われ、第１のステップ２１が完了し、第２のステップ２２に進む。

第２のステップ２２では、図５および８に示すように、第１のステップＳ２１の目標供給流量Ｆ３ａまたはＦ３ｂよりも低い供給流量Ｆ４ａまたはＦ４ｂとなるよう取鍋を傾動させ（ステップＳ２２１）、第１の目標重量Ｗ１よりも大きな第２の目標重量Ｗ２に達するまで鋳型のキャビティに溶湯を供給する（ステップＳ２２２）。なお、第２のステップ２２における溶湯の供給流量は第１のステップよりも低ければ、そのパターンは特に問われない。しかしながら、第２のステップ２２の供給流量は、図８（ｂ）において線図９８ａおよび９８ｂで示すように、所定の期間、ほぼ一定または漸減するように取鍋を傾動させることが、次に説明する本湯切段階において取鍋から流出する溶湯の重量のバラツキを低減できるので好ましい。このためには、図８（ａ）において線図７８ａまたは７８ｂで示すように、所定の期間、ほぼ一定または漸減する傾動速度Ｒ４となるよう取鍋を正傾動４させればよい。

上記のように取鍋を正傾動４させると、図８（ａ）において線図８０で示すように、第１目標重量到達点Ｐ２から更に溶湯の注湯重量は増加する。そして、重量計で計測された注湯重量が、第２の目標重量Ｗ２に到達したとステップＳ２２２で判断されると、予備湯切段階Ｓ２が終了し、第２目標重量到達点Ｐ３から本湯切段階Ｓ３が実行される。なお、第２の目標重量Ｗ２は、次に説明する本湯切段階において逆傾動時に取鍋から流出する溶湯の重量を、傾動角度ごとに予め実験などで求め、当該求められた重量を注湯すべき溶湯重量Ｗｏから減ずることにより決定される値である。

［第３の段階：本湯切段階］
図６および８に示すように、本湯切段階Ｓ３は、上記のように第２の目標重量Ｗ２に達した後に、取鍋を逆傾動（他の方向へ傾動）させ、溶湯の供給を停止させる段階である。具体的には、第２目標重量到達点Ｐ３において制御部はサーボモータ等に指令して傾動架台および横行架台を移動せしめ、図８（ａ）において線図７９で示すように、所定の傾動加速度で所定の角度まで、取鍋を逆傾動させる。そして、図８（ｂ）に示すように、取鍋を逆傾動させる本湯切段階Ｓ３でも所定の量の溶湯が供給され、その完了時には、図８（ａ）に示すように鋳型のキャビティには注湯すべき重量Ｗｏの溶湯が注湯されることとなる。

１０ 自動注湯装置
１０ａ 傾動式取鍋
１０ｂ 出湯口
１０ｃ 傾動架台
１０ｄ サーボモータ
１０ｅ 横行架台
１０ｆ 重量計
１０ｇ 制御部
１０ｈ 出湯検出器
１０ｉ エンコーダ
６０ 鋳型
６０ａ 上型
６０ｂ 下型
６０ｃ キャビティ
Ｍ 溶湯

Claims (5)

1. 傾動式取鍋を用い、同様な複数の鋳型のキャビティに個々に溶湯を供給する自動注湯方法であって、個々に溶湯を供給する際に繰り返される第１〜第３の段階を少なくとも有し、
   第１の段階は、傾動式取鍋を一の方向に傾動させ、第１の目標重量に達するまで鋳型のキャビティに溶湯を供給する段階であり、
   第２の段階は、
   前記第１の目標重量に達したときに確認された傾動式取鍋の傾動角度に基づき設定された目標供給流量となるよう、傾動式取鍋を傾動させる第１のステップと、
   前記第１のステップの後、当該第１のステップの目標供給流量よりも低い供給流量となるよう傾動式取鍋を傾動させ、前記第１の目標重量よりも大きな第２の目標重量に達するまで鋳型のキャビティに溶湯を供給する第２のステップとを含む段階であり、
   第３の段階は、前記第２の目標重量に達した後に、傾動式取鍋を他の方向に傾動させ、溶湯の供給を停止させる段階であり、
   前記第１のステップにおいて確認された傾動式取鍋の傾動角度が一定の値を超える場合には、前記第１のステップにおける目標供給流量を、前記第１の目標重量に達したときの供給流量を超えるように設定することを特徴とする自動注湯方法。
   
2. 前記第１のステップにおける目標供給流量は、複数の鋳型のうち第１番目に溶湯が供給される鋳型における第１のステップの供給流量を基本値とし、この基本値を、前記第１の目標重量に達したときの傾動式取鍋の傾動角度に応じ設定される第１の補正値で補正して設定する請求項１に記載の自動注湯方法。
3. 複数の鋳型のうち第Ｎ（Ｎは３以上の整数）番目の鋳型のキャビティに溶湯を供給するにあたり、
   第（Ｎ−１）番目の鋳型において前記第２の目標重量に達したときの溶湯の供給流量をＬ１、第（Ｎ−２）番目の鋳型において前記第２の目標重量に達したときの溶湯の供給流量をＬ２としたとき、Ｌ１＜Ｌ２の場合には、
   第Ｎ番目の鋳型のキャビティに溶湯を供給するため前記第１のステップにおいて設定された目標供給流量に、前記Ｌ１とＬ２の差分に基づき設定される第２の補正値を加算する請求項２に記載の自動注湯方法。
4. 前記第２のステップにおける供給流量が、所定の期間、ほぼ一定または漸減するように傾動式取鍋を傾動させる請求項１乃至３のいずれかに記載の自動注湯方法。
5. 複数の鋳型のうち第Ｎ番目（Ｎは３以上の整数）の鋳型のキャビティに溶湯を供給するにあたり、
   第（Ｎ−１）番目の鋳型への溶湯の供給開始点から前記第２の目標重量に達したときまでの時間をＴ１、第（Ｎ−２）番目の鋳型への溶湯の供給開始点から前記第２の目標重量に達したときまでの時間をＴ２としたとき、
   第Ｎ番目の鋳型のキャビティに溶湯を供給するための前記第１の段階における供給流量を、前記Ｔ１とＴ２の差分に基づき、第（Ｎ−１）番目の鋳型のキャビティへの供給流量に対し増減する請求項１乃至４のいずれかに記載の自動注湯方法。

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