JP6977765B2 - 容器の搬送方法、容器の搬送装置、および取鍋の搬送方法 - Google Patents

Description

本発明は、液体を収容した容器の搬送方法、および、溶融金属を収容した取鍋の搬送方法に関する。

液体を収容した容器を搬送する例として、鋳造ラインにおける取鍋の搬送がある。この搬送では、取鍋を注湯位置まで搬送した後、取鍋中の溶融金属の液面に揺れが発生することがある。この揺れが長く続くと、取鍋重量の計測値が不安定になり、溶融金属の供給精度に影響が出ることがある。

このような、液面の揺れは、取鍋を搬送する際の速度−時間曲線において、加速および減速の曲線をＳ字にすることで抑制できることが知られている。そして、このようなＳ字曲線は、液体シミュレーションにより計算できることが知られている。（例えば、特許文献１）

特開平９−１０９２４号公報

特許文献１に記載されているように、液体シミュレーションによる曲線の算出では、取鍋および溶融金属の状態、搬送距離、搬送時間等々、複数のパラメータを用いた複雑な計算が必要になる。しかし、鋳造ラインでは、複数の取鍋を交換しながら使用したり、取鍋の搬送距離が鋳型の位置により変わることがあり、その場合、上記複数のパラメータを状況に応じて変え、複雑な計算をし直す必要が生じる。すなわち、鋳造ラインの取鍋の搬送に液体シミュレーションを適用すると、搬送速度の設定が複雑化する可能性がある。

一方、鋳造ラインでは、取鍋搬送完了後の液面の揺れが、注湯作業においてある程度許容できる場合がある。すなわち、液面を完全に静止しなくても、注湯作業ができる場合がある。そのため、液体シミュレーションを用いて最適搬送速度を算出するより、液面の揺れがある程度抑制される搬送速度を、より容易に算出できるほうが好ましい場合がある。

そこで、本発明では、液体を収容した容器、例えば、溶融金属を収容した取鍋の搬送において、液面の揺れが抑制される搬送速度を、より容易に算出できるようにした、容器の搬送方法および取鍋の搬送方法の提供を目的とする。

第１の発明は、液体を収容した容器を水平方向に加速して搬送を開始した後、減速して搬送を完了する容器の搬送方法であって、前記容器の搬送時間をｔ_０、定数をａとしたとき、前記容器の搬送速度を、時間ｔの関数ｖ（ｔ）として、
０≦ｔ≦（ｔ_０／４）のとき数式１、

（ｔ_０／４）≦ｔ≦（３ｔ_０／４）のとき数式２、

（３ｔ_０／４）≦ｔ≦ｔ_０のとき数式３

とする。

この場合、前記容器を搬送した後の液面の揺れを許容範囲に収めることができる、前記容器の加速度変化率の最大値をα_ｍａｘとしたとき、前記定数ａをα_ｍａｘ／２に設定してもよい。

また、前記容器の搬送距離をＬ、前記容器の搬送において許容される前記容器の限界速度をＶ_ｍａｘとしたとき、前記数式１から前記数式３の搬送速度ｖ（ｔ）の最大値が、前記限界速度Ｖ_ｍａｘ以下の場合には、前記容器の搬送速度を、前記数式１から前記数式３により設定される搬送速度ｖ（ｔ）とし、前記数式１から前記数式３の搬送速度ｖ（ｔ）の最大値が、前記限界速度Ｖ_ｍａｘを超える場合には、前記容器を加速して搬送する時間と減速して搬送する時間の総和をｔ_１、前記容器を定速にて搬送する時間をｔ_２および定数をｂとするとともに、
前記容器の搬送速度を、時間ｔの関数ｖ（ｔ）として、
０≦ｔ≦（ｔ_１／４）のとき数式４、

（ｔ_１／４）≦ｔ≦（ｔ_１／２）のとき数式５、

（ｔ_１／２）≦ｔ≦（ｔ_１／２）＋ｔ_２のとき数式６、

（ｔ_１／２）＋ｔ_２≦ｔ≦（３ｔ_１／４）＋ｔ_２のとき数式７、

（３ｔ_１／４）＋ｔ_２≦ｔ≦ｔ_１＋ｔ_２のとき数式８

とし、前記定数ｂを前記定数ａ、前記数式６の一定速度を前記限界速度Ｖ_ｍａｘとし、前記定数ａ、前記限界速度Ｖ_ｍａｘおよび前記搬送距離Ｌから算出した前記搬送時間ｔ_１および前記搬送時間ｔ_２により設定される搬送速度ｖ（ｔ）としてもよい。

また、第１の発明は、液体を収容した容器を水平方向に加速して搬送を開始し、定速にて搬送した後、減速して搬送を完了する容器の搬送方法であって、前記容器を加速して搬送する時間と減速して搬送する時間の和をｔ_１、定速にて搬送する時間をｔ_２、定数をｂとしたとき、
前記容器の搬送速度を、時間ｔの関数ｖ（ｔ）として、
０≦ｔ≦（ｔ_１／４）のとき数式４、

（ｔ_１／４）≦ｔ≦（ｔ_１／２）のとき数式５、

（ｔ_１／２）≦ｔ≦（ｔ_１／２）＋ｔ_２のとき数式６、

（ｔ_１／２）＋ｔ_２≦ｔ≦（３ｔ_１／４）＋ｔ_２のとき数式７、

（３ｔ_１／４）＋ｔ_２≦ｔ≦ｔ_１＋ｔ_２のとき数式８、

であってもよい。

また、第１の発明では、前記液体を溶融金属、前記容器を傾動取鍋とした、取鍋の搬送方法としてもよい。

第２の発明は、液体を収容した容器を水平方向に加速して搬送を開始した後、減速して搬送を完了する容器の搬送制御装置であって、前記搬送制御装置は、記憶部と制御部とを備え、前記記憶部は、前記容器の搬送時間ｔ_０、定数ａ、前記容器を搬送した後の液面の揺れを許容範囲に収めることができる、前記容器の加速度変化率の最大値α_ｍａｘ、を保存できるとともに、
前記容器の搬送速度を、時間ｔの関数ｖ（ｔ）として、
０≦ｔ≦（ｔ_０／４）のとき数式１、

（ｔ_０／４）≦ｔ≦（３ｔ_０／４）のとき数式２、

（３ｔ_０／４）≦ｔ≦ｔ_０のとき数式３

として保存することができ、
前記制御部は、前記記憶部に保存されている前記加速度変化率α_ｍａｘから、定数ａを算出し、前記容器の搬送速度ｖ（ｔ）を設定できることを特徴とする容器の搬送制御装置である。

ここで、前記記憶部は、前記容器の搬送において許容される前記容器の限界速度Ｖ_ｍａｘ、前記容器を加速して搬送する時間と減速して搬送する時間の総和ｔ_１、前記容器を定速にて搬送する時間ｔ_２および定数ｂを保存できるとともに、
前記容器の搬送速度を、時間ｔの関数ｖ（ｔ）として、
０≦ｔ≦（ｔ_１／４）のとき数式４、

（ｔ_１／４）≦ｔ≦（ｔ_１／２）のとき数式５、

（ｔ_１／２）≦ｔ≦（ｔ_１／２）＋ｔ_２のとき数式６、

（ｔ_１／２）＋ｔ_２≦ｔ≦（３ｔ_１／４）＋ｔ_２のとき数式７、

（３ｔ_１／４）＋ｔ_２≦ｔ≦ｔ_１＋ｔ_２のとき数式８、

として保存することができ、
前記制御部は、
前記数式１から前記数式３の搬送速度ｖ（ｔ）の最大値が、前記限界速度Ｖ_ｍａｘ以下の場合には、前記容器の搬送速度ｖ（ｔ）を、前記数式１から前記数式３を用いて設定できるようにし、前記数式１から前記数式３の搬送速度ｖ（ｔ）の最大値が、前記限界速度Ｖ_ｍａｘを超える場合には、前記容器の搬送速度ｖ（ｔ）を、前記数式４から前記数式８を用いて設定できるとともに、前記定数ｂを前記定数ａ、前記数式６の一定速度を前記限界速度Ｖ_ｍａｘとして、前記定数ａ、前記限界速度Ｖ_ｍａｘおよび前記搬送距離Ｌから前記搬送時間ｔ_１および前記搬送時間ｔ_２を算出できるようにしてもよい。

本発明の、容器の搬送方法あるいは取鍋の搬送方法によれば、液体を収容した容器、例えば、溶融金属を収容した取鍋の搬送において、液面の揺れが抑制される搬送速度を、容易に算出することができる。

本発明の第１実施形態を説明するための鋳造ラインの側面概略図である。 本発明の第１実施形態を説明するための鋳造ラインの上面概略図である。 本発明の第１実施形態において取鍋の搬送速度を説明するための図である。 本発明の第１実施形態において取鍋の搬送速度と加速度の関係を説明するための図である。 本発明の第１実施形態において取鍋の搬送距離を説明するための図である。 本発明の第２実施形態を説明するための鋳造ラインの上面概略図である。 本発明の第２実施形態において取鍋の搬送速度を説明するための図である。 搬送制御装置２０の構成図である。 搬送制御装置２０の制御工程を示すフローチャート。 速度−時間曲線Ｖ１、Ｖ２を示す図である。 速度−時間曲線Ｖ３を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の実施形態では、液体を容器に収容して搬送する方法を、鋳造ラインにおける取鍋の搬送により説明する。

［第１実施形態］
図１に示すように、鋳造ライン１は、注湯装置２と鋳型搬送装置３を備えている。注湯装置２は、溶融金属Ｍを収容した取鍋４と、取鍋４を保持する固定台５と、固定台５を支持して固定台５とともに取鍋４を傾ける傾動機構６を備えている。そして、傾動機構６は、台車７に支持されて、モータ８の駆動により車輪９が回転し、図のＸ方向に延びるレール１０上に沿って、取鍋４を搬送できるようにしている。また、傾動機構６とモータ８は、駆動制御部１１に電気的に接続し、鋳型搬送装置３に対する取鍋４の位置と傾動を制御できるようにしている。

また、鋳型搬送装置３は、鋳型１２を図のＸ方向に移動可能にするコンベア１３と、コンベア１３を駆動して鋳型１２を搬送可能にする搬送モータ１４を備えている。そして、搬送モータ１４は、搬送制御部１５に電気的に接続し、鋳型１２の搬送を制御できるようにしている。

次に、取鍋４の搬送手順について、図２を用いて説明する。
まず、鋳型搬送装置３の搬送制御部１５により搬送モータ１４を駆動し、コンベア１３上に載置された複数の鋳型１２を、所定の位置（図２のＡ、Ｂの位置）に搬送する。次に、注湯装置２の駆動制御部１１によりモータ８を駆動し、車輪９を回転して注湯装置２をレール１０に沿って搬送し、取鍋４を鋳型１２の湯口Ｇに正対する位置（図２のＡの位置）に配置する。そして、駆動制御部１１により傾動機構６を作動して取鍋４を傾動し、鋳型１２の湯口Ｇに溶融金属Ｍを供給する。注湯完了後、駆動制御部１１が傾動機構６を再作動して取鍋４を逆傾動する。

その後、再び注湯装置２の駆動制御部１１によりモータ８を駆動し、車輪９を回転して注湯装置２をレール１０に沿って搬送し、取鍋４を隣の鋳型１２の湯口Ｇに正対する位置（図２のＢの位置）に搬送する。そして、Ａの位置と同様の手順にて鋳型１２の湯口Ｇに溶融金属を供給する。

取鍋４をＡからＢの位置に搬送する際、搬送後の液面の揺れが抑制されるよう、取鍋４の搬送速度−時間曲線の加速および減速の曲線を、以下の式にてＳ字に設定する。
すなわち、取鍋４の搬送時間をｔ_０、定数をａとし、取鍋４の搬送速度（図中のｘ方向の速度）を、時間ｔの関数ｖ（ｔ）としたとき、図３に示すように、
０≦ｔ≦（ｔ_０／４）のとき数式１、

（ｔ_０／４）≦ｔ≦（３ｔ_０／４）のとき数式２、

（３ｔ_０／４）≦ｔ≦ｔ_０のとき数式３

なお、上記関係式に示される搬送速度ｖ（ｔ）は、搬送速度−搬送時間のグラフ上において、上下対称の上凸の放物線と下凸の放物線をあらかじめ準備し、下凸の放物線と上凸の放物線を滑らかに接続して加速曲線を形成し、上凸の放物線と下凸の放物線を滑らかに接続して減速曲線を形成し、これら加速曲線と減速曲線を、傾きゼロにして滑らかに接続したものと、言うこともできる。

本実施形態における取鍋４の搬送速度ｖ（ｔ）は、数式１で示される下凸の放物線（図３（１））と、数式２で示される上凸の放物線（図３（２））を、接続点ｔ＝ｔ_０／４において、傾き２ａｔ_０にて滑らかに接続し、数式２で示される上凸の放物線と、数式３で示される下凸の放物線（図３（３））を、接続点ｔ＝３ｔ_０／４において、傾き−２ａｔ_０にて滑らかに接続している。これにより、加速区間（０≦ｔ≦ｔ_０／２）および減速区間（ｔ_０／２≦ｔ≦ｔ_０）の曲線を、滑らかなＳ字に容易に設定することができ、取鍋４を搬送した後の溶融金属の液面の揺れを抑制することができる。

また、図４に示すように、上記搬送速度ｖ（ｔ）では、曲線の時間変化、すなわち取鍋４の加速度ｄｖ（ｔ）／ｄｔを、傾き２ａまたは−２ａの直線的変化にしている。これにより、搬送中に液面を傾斜させる力を、直線的な変化にすることができ、取鍋４を搬送した後の液面の揺れを、より抑制することができる。

なお、Ｓ字曲線の関数として「シグモイド関数」が知られている。この関数は、両端が漸近線に徐々に近づく曲線であるため、曲線の傾きがゼロになることはない。そのため、この曲線を加速曲線あるいは減速曲線のＳ字曲線に適用しようとすると、Ｓ字の両端をどこに設定するか、すなわち、漸近線に近づくどの位置を両端に設定するかを決める必要がある。そのため、両端の設定位置によりＳ字形状が変わってしまうことになるので、Ｓ字形状を決定するパラメータが増え、結果として、加速曲線あるいは減速曲線の設定が複雑になってしまう。
一方、本実施形態のＳ字曲線は、放物線を対称に接続した曲線であるため、曲線の傾きがゼロの位置を両端に設定すればよい。そして、両端の位置を設定すると、放物線の形状を一義的に定めることができ、Ｓ字曲線の形状を一義的に定めることができる。これにより、加速曲線および減速曲線のＳ字形状を容易に設定することができ、搬送速度を容易に設定することができる。

なお、本実施形態では放物線（２次関数）を用いているが、必要に応じて３次関数や４次関数など、より高次の関数を用いてもよい。高次の関数であるほど、より滑らかなＳ字曲線とすることができる。但し、速度変化を２次関数とすることで、加速度変化率を１次関数とすることができる。このため、後述するように、許容最大加速度変化率の設定を用いた速度設定が容易となる。

なお、図５に示すように、取鍋４の搬送距離Ｌは、ｖ（ｔ）の、０≦ｔ≦ｔ_０／２、における積分値、すなわち、「ａｔ_０ ^３／１６」にて表せることから、定数ａは「１６Ｌ／ｔ_０ ^３」と、搬送距離Ｌと搬送時間ｔ_０により決定することができる。これにより、取鍋４の搬送速度ｖ（ｔ）を、搬送時間ｔ_０と搬送距離Ｌにより、容易に設定することができる。

以上のように、本実施形態によれば、取鍋４の搬送速度ｖ（ｔ）を、加速および減速の曲線がＳ字になるよう、放物線を用いることにより容易に設定することができ、特に、搬送時間ｔ_０と搬送距離Ｌにより、容易に設定することができる。これにより、液体シミュレーションよりも、少ないパラメータと簡単な式により、搬送速度ｖ（ｔ）を設定することができる。

本実施形態の、搬送速度ｖ（ｔ）によれば、例えば、あらかじめ搬送距離Ｌが決まっている場合には、搬送速度ｖ（ｔ）の式に基づいて、搬送時間ｔ_０を徐々に短くする搬送実験を行い、搬送後の液面の揺れを許容できる範囲で搬送時間ｔ_０を設定することで、搬送速度ｖ（ｔ）を決定することができる。
逆に、あらかじめ搬送時間ｔ_０が決まっている場合、搬送速度ｖ（ｔ）の式に基づいて、搬送距離Ｌを徐々に短くする搬送実験を行い、搬送後の液面の揺れを許容できる範囲で搬送距離Ｌを設定することで、搬送速度ｖ（ｔ）を決定することができる。

搬送速度ｖ（ｔ）の式は、鋳造ライン１において、駆動制御部１１に保存し、駆動制御部１１によるモータ８の駆動制御により、取鍋４がｖ（ｔ）に基づいて搬送されるようにする。その際、駆動制御部１１には、入力機器を接続するなどし、搬送時間ｔ_０と搬送距離Ｌを、外部から変更できるようにすることが好ましい。

また、数式１から数式３の速度−時間曲線について、取鍋４を搬送した後の液面の揺れを許容範囲に収めることができる容器の加速度変化率の最大値α_ｍａｘを用いて設定してもよい。加速度変化率α_ｍａｘは、加速度の時間微分で算出することができる。すなわち、数式１の速度−時間曲線の加速度変化率の最大値をα_ｍａｘにすることで、取鍋４を搬送した後の液面の揺れを許容範囲に収めつつ、取鍋４を最大の搬送速度にして（すなわち、最短の搬送時間にして）搬送することができる。

なお、数式１において、加速度変化率の最大値は２ａとなるから、定数ａの最大値は、α_ｍａｘ／２（以降、ａ_ｍａｘと称す）と算出することができる。またそのとき、図５に示した関係式から、取鍋４を搬送距離Ｌだけ搬送する搬送時間ｔ_０は、（１６Ｌ／ａ_ｍａｘ）^１／３（以降、ｔ_{０−ｍｉｎ}と称す）と算出することができる。
算出した、ａ_ｍａｘ、ｔ_{０−ｍｉｎ}を用いて、数式１から数式３の係数を設定することで、取鍋４を搬送した後の液面の揺れを許容範囲に収めつつ、搬送距離Ｌを最短の時間で搬送できる、速度−時間曲線を設定することができる。

また、図５に示した関係式から、取鍋４を搬送時間ｔ_０内に搬送できる搬送距離Ｌは、ａ_ｍａｘ・ｔ_０ ^３／１６と算出することもできる。
なお、加速度変化率α_ｍａｘは、例えば、容器の形状や内容物、内容量、装置剛性等に基づいて、計算あるいは実験により、あらかじめ設定すればよい。

［第２実施形態］
本実施形態も、液体を容器に収容して搬送する方法を、第１実施形態と同様に、取鍋の搬送により説明する。なお、第１実施形態と同じ装置構成については、同じ符号にて説明する。

図２に示すように、第１実施形態では、取鍋４をＡからＢの位置に搬送する場合、すなわち、比較的近距離の搬送について説明した。しかし、図６に示すように、取鍋４をＡからＣの位置に搬送するような、比較的長距離の搬送の場合、第１実施形態の式では、搬送速度ｖ（ｔ）が大きくなりやすく、搬送後の液面の揺れを抑制するためには、搬送時間ｔ_０を短くすることが困難になる場合がある。そのような場合、第１実施形態の搬送速度ｖ（ｔ）の式を見直して、以下のように搬送速度ｖ（ｔ）を設定することが好ましい。

すなわち、取鍋４を水平方向に加速し、定速搬送した後減速させるようにし、取鍋４を加速して搬送する時間と減速して搬送する時間の和をｔ_１、定速にて搬送する時間をｔ_２（すなわち、ｔ_１＋ｔ_２が搬送時間）、搬送距離をＬ、定数をｂとし、搬送速度（図中のｘ方向の速度）を、時間ｔの関数ｖ（ｔ）としたとき、図７に示すように、
０≦ｔ≦（ｔ_１／４）のとき数式４、

（ｔ_１／４）≦ｔ≦（ｔ_１／２）のとき数式５、

（ｔ_１／２）≦ｔ≦（ｔ_１／２）＋ｔ_２のとき数式６、

（ｔ_１／２）＋ｔ_２≦ｔ≦（３ｔ_１／４）＋ｔ_２のとき数式７、

（３ｔ_１／４）＋ｔ_２≦ｔ≦ｔ_１＋ｔ_２のとき数式８

なお、上記関係式にて示される搬送速度ｖ（ｔ）は、搬送速度−搬送時間のグラフ上において、上下対称の上凸の放物線と下凸の放物線をあらかじめ準備し、下凸の放物線と上凸の放物線を滑らかに接続して加速曲線を形成し、上凸の放物線と下凸の放物線を滑らかに接続して減速曲線を形成し、これら加速曲線と減速曲線を、水平直線を介して滑らかに接続したもの、と言うこともできる。

本実施形態における取鍋４の搬送速度ｖ（ｔ）は、数式４で示される下凸の放物線と、数式５で示される上凸の放物線を、接続点ｔ＝ｔ_０／４において、傾き２ａｔ_０で滑らかに接続し（図７：区間１）、数式７で示される上凸の放物線と、数式８で示される下凸の放物線を、接続点ｔ＝（３ｔ_１／４）＋ｔ_２において、傾き−２ａｔ_０にて滑らかに接続している（図７：区間３）。これにより、加速区間（０≦ｔ≦ｔ_０／２）および減速区間［（ｔ_１／２）＋ｔ_２≦ｔ≦ｔ_１＋ｔ_２］の曲線を、滑らかなＳ字に容易に設定することができ、取鍋４を搬送した後の溶融金属の液面の揺れを抑制することができる。

また、搬送速度ｖ（ｔ）は、加速区間と減速区間との間に、上凸の放物線に滑らかに接続する、等速区間［（ｔ_１／２）≦ｔ≦（ｔ_１／２）＋ｔ_２］を設けている（図７：区間２）。これにより、搬送速度ｖ（ｔ）が過大になることを抑制することができ、短い搬送時間（ｔ_１＋ｔ_２）にして、取鍋４を搬送した後の溶融金属の液面の揺れを抑制することができる。

なお、図７に示すように、取鍋４の搬送距離Ｌは、ｖ（ｔ）の、０≦ｔ≦ｔ_１＋ｔ_２、における積分値、すなわち、「ｂ（ｔ_１ ^３＋２ｔ_１ ^２ｔ_２）／１６」にて表せることから、定数ｂは、「１６Ｌ／（ｔ_１ ^３＋２ｔ_１ ^２ｔ_２）」と、取鍋４の加速時間と減速時間の和ｔ_１、定速時間ｔ_２、搬送距離をＬにより決定することができる。これにより、取鍋４の搬送速度ｖ（ｔ）を、加速時間と減速時間の和ｔ_１、定速での搬送時間ｔ_２、搬送距離をＬにより簡単に設定することができる。

以上のように、本実施形態によれば、搬送距離Ｌが比較的長距離の場合であっても、搬送後の液面の揺れを抑制することが可能な、取鍋４の搬送速度ｖ（ｔ）を容易に設定することができ、特に、加速時間と減速時間の和ｔ_１、定速での搬送時間ｔ_２、搬送距離をＬにより容易に設定することができる。

搬送速度ｖ（ｔ）によれば、例えば、あらかじめ搬送距離Ｌが決まっている場合には、搬送速度ｖ（ｔ）の式に基づいて、加速時間と減速時間の和ｔ_１、定速での搬送時間ｔ_２を徐々に短くする搬送実験を行い、搬送後の液面の揺れを許容できる範囲で、加速時間と減速時間の和ｔ_１、定速での搬送時間ｔ_２を設定し、搬送速度ｖ（ｔ）を決定することができる。
逆に、あらかじめ搬送時間ｔ_０が決まっている場合、搬送速度ｖ（ｔ）の式に基づいて、搬送距離Ｌを徐々に短くする搬送実験を行い、搬送後の液面の揺れを許容できる範囲で搬送距離Ｌを設定し、搬送速度ｖ（ｔ）を決定することができる。

次に、上記実施形態で説明した取鍋４の搬送方法を実現するための搬送制御装置の一例について説明する。
図８に示すように、搬送制御装置２０は、例えば、コンピュータにより構成することができ、ＲＡＭやハードディスクドライブなどの記憶部２１を接続することができる。この記憶部２１には、前述した各数式１〜８を保存することができ、取鍋４を搬送した後の液面の揺れを許容範囲に収めることができる、取鍋４の加速度変化率の最大値α_ｍａｘ、取鍋４の搬送において、搬送装置の能力として許容される取鍋４の限界速度Ｖ_ｍａｘ等、を保存することができる。また、搬送制御部１５は、制御に必要な情報を、記憶部２１に保存できるとともに、逆に、制御に必要な各種情報を、記憶部２１から呼び出すこともできる。

なお、搬送制御部１５は、ＣＰＵ等により各種の演算や各部の制御を行うこともできる。また、制御に必要な情報は、キーボードなどの入力部２２により、記憶部２１に保存できるとともに、制御の内容は、ディスプレイなどの表示装置２３に表示させることもできる。

図９は、搬送制御装置２０を用いた制御手順について示したフローチャートである。本搬送制御装置２０を用いた制御では、まず、搬送制御部１５により、取鍋４の搬送距離Ｌを設定する（ステップ１００）。ここで、搬送距離Ｌは、作業者が入力部２２により入力してもよいし、あらかじめ記憶部２１に保存しておき、搬送制御部１５により読み出してもよい。

次に、搬送制御部１５により、取鍋４の搬送速度ｖ（ｔ）として、図１０ａに示すような、数式１から数式３を用いた速度−時間曲線Ｖ１を設定する（ステップ１０１）。そして、あらかじめ記憶部２１に保存しておいた加速度変化率の最大値α_ｍａｘを読み出し、速度−時間曲線Ｖ１の加速度変化率（実際は、数式１の時間微分）の最大値が、α_ｍａｘになる定数ａを算出してａ_ｍａｘとし、取鍋４を搬送距離Ｌだけ搬送する搬送時間ｔ_０を算出して最短の搬送時間ｔ_{０−ｍｉｎ}とする（ステップ１０２）。そして、算出した定数ａ_ｍａｘおよび搬送時間ｔ_{０−ｍｉｎ}を用いて、数式１から数式３の係数を設定する（ステップ１０３）。

次に、搬送制御部１５により、あらかじめ記憶部２１に保存しておいた限界速度Ｖ_ｍａｘを読み出し、限界速度Ｖ_ｍａｘと、ステップ１０３にて係数を設定した速度−時間曲線Ｖ１の最大値（実際には、数式２の最大値）とを比較する（ステップ１０４）。ここで、取鍋４の搬送速度ｖ（ｔ）、すなわち、速度−時間曲線Ｖ１の最大値が、限界速度Ｖ_ｍａｘ以下の場合には（ステップ１０４）、数式１から数式３を用いた速度−時間曲線Ｖ１を、取鍋４の速度−時間曲線として最終決定し、この曲線に基づく搬送速度ｖ（ｔ）を、取鍋４の搬送速度として設定する（ステップ１０９）。なお、このときの速度−時間曲線Ｖ１、すなわち、搬送速度ｖ（ｔ）は、記憶部２１に保存しておき、必要に応じて読み出せるようにしてもよい。

一方、取鍋４の搬送速度ｖ（ｔ）、すなわち、速度−時間曲線Ｖ１の最大値が、限界速度Ｖ_ｍａｘを超える場合には、搬送制御部１５により、取鍋４の搬送速度ｖ（ｔ）、すなわち、速度−時間曲線Ｖ１の設定をキャンセルし、新たに、取鍋４の搬送速度ｖ（ｔ）として、数式４から数式８を用いて、加速区間−定速区間−減速区間を有する速度−時間曲線を設定する（ステップ１０５）。すなわち、速度−時間曲線Ｖ１のように加速区間と減速区間とが連続する速度−時間曲線に対して、それらの間に新たに定速区間が追加された形態の速度−時間曲線を設定する。図１０ｂには、設定される速度−時間曲線の一例である速度−時間曲線Ｖ３を示す。

次に、取鍋４を、限界速度Ｖ_ｍａｘ以下の速度にて搬送し、且つ、最短の搬送時間で搬送距離Ｌを搬送することができるよう、搬送制御部１５により、数式４から数式８の定数ｂ、ｔ１、ｔ２を算出する。
すなわち、取鍋４を加速して搬送する時間と減速して搬送する時間との和ｔ_１が最小になるよう、定数ｂをステップ１０２で算出したａ_ｍａｘに設定する。そして、ステップ１０５で設定した速度−時間曲線の最大値が限界速度Ｖ_ｍａｘになるよう、数式６の一定値をＶ_ｍａｘとして搬送速度ｔ１を算出する（ステップ１０６）。
算出した搬送時間ｔ１は、ステップ１０５で設定された速度−時間曲線において、取鍋４を加速する区間と減速する区間の数式の定数ｂをａ_ｍａｘ、速度−時間曲線Ｖ３の最大値をＶ_ｍａｘ、一定速度区間の搬送時間ｔ_２を０、としたときの総搬送時間であり、図１０ａの速度―時間曲線Ｖ２の総搬送時間と同じものになる。

次に、数式４から数式８についての、時間０から時間ｔ_１＋ｔ_２までの積分値が搬送距離Ｌとなるよう、既に設定されている定数ｂ（＝ａ_ｍａｘ）と、既に算出されている搬送時間ｔ_１を用いて、搬送時間ｔ_２を算出する（ステップ１０７）。算出した搬送時間ｔ_２は、図１０ａの速度−時間曲線Ｖ１と速度−時間曲線Ｖ２との間の面積（斜線部Ａ１）と、図１０ｂの速度−時間曲線Ｖ３の一定速度区間面積（斜線面積Ａ２）とが等しくなるよう算出された搬送時間ｔ_２となる。

そして、設定した定数ｂ（＝ａ_ｍａｘ）、および、算出した搬送時間ｔ_１、ｔ_２を用いて、数式４から数式８の係数を設定することで、図１０ｂに示す速度−時間曲線Ｖ３が設定される（ステップ１０８）。
最後に、搬送制御部１５により、数式４から数式８を用いた速度−時間曲線Ｖ３を、取鍋４の速度―時間曲線として最終決定し、この曲線に基づく搬送速度ｖ（ｔ）を、取鍋４の搬送速度として設定する（ステップ１０９）。なお、このときの速度−時間曲線Ｖ３、すなわち、搬送速度ｖ（ｔ）は、記憶部２１に保存しておき、必要に応じて読み出せるようにしてもよい。

以上、本発明について鋳造ラインの実施形態、すなわち、溶融金属を収容した取鍋の搬送により説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、食品あるいは薬品の製造ラインにおいて、液体からなる食品あるいは薬品、あるいは、それらを製造するための液体原料を収容した容器の搬送において、これら液体を容器からこぼさず搬送し、且つ、搬送後の液面の揺れを抑制するために、本発明を適用することができる。

１ 鋳造ライン
２ 注湯装置
３ 鋳型搬送装置
４ 取鍋
５ 固定台
６ 傾動機構
７ 台車
８ モータ
９ 車輪
１０ レール
１１ 駆動制御部
１２ 鋳型
１３ コンベア
１４ 搬送モータ
１５ 搬送制御部
２０ 搬送装置
２１ 記憶部
２２ 入力部
２３ 表示部
Ｍ 溶融金属
Ｇ 湯口

Claims (7)

1. 液体を収容した容器を水平方向に加速して搬送を開始した後、減速して搬送を完了する容器の搬送方法において、
   前記容器の搬送時間をｔ_０、定数をａとしたとき、
   前記容器の搬送速度を、時間ｔの関数ｖ（ｔ）として、
   ０≦ｔ≦（ｔ_０／４）のとき数式１、
   

   

   （ｔ_０／４）≦ｔ≦（３ｔ_０／４）のとき数式２、
   

   

   （３ｔ_０／４）≦ｔ≦ｔ_０のとき数式３、
   

   

   とすることを特徴とする容器の搬送方法。
2. 液体を収容した容器を水平方向に加速して搬送を開始し、定速にて搬送した後、減速して搬送を完了する容器の搬送方法において、
   前記容器を加速して搬送する時間と減速して搬送する時間の和をｔ_１、定速にて搬送する時間をｔ_２、定数をｂとしたとき、
   前記容器の搬送速度を、時間ｔの関数ｖ（ｔ）として、
   ０≦ｔ≦（ｔ_１／４）のとき数式４、
   

   

   （ｔ_１／４）≦ｔ≦（ｔ_１／２）のとき数式５、
   

   

   （ｔ_１／２）≦ｔ≦（ｔ_１／２）＋ｔ_２のとき数式６、
   

   

   （ｔ_１／２）＋ｔ_２≦ｔ≦（３ｔ_１／４）＋ｔ_２のとき数式７、
   

   

   （３ｔ_１／４）＋ｔ_２≦ｔ≦ｔ_１＋ｔ_２のとき数式８、
   

   

   とすることを特徴とする容器の搬送方法。
3. 前記容器を搬送した後の液面の揺れを許容範囲に収めることができる、前記容器の加速度変化率の最大値をα_ｍａｘとしたとき、前記定数ａをα_ｍａｘ／２に設定することを特徴とする請求項１記載の容器の搬送方法。
4. 前記容器の搬送距離をＬ、前記容器の搬送において許容される前記容器の限界速度をＶ_ｍａｘとしたとき、
   前記数式１から前記数式３の搬送速度ｖ（ｔ）の最大値が、前記限界速度Ｖ_ｍａｘ以下の場合には、前記容器の搬送速度を、前記数式１から前記数式３により設定される搬送速度ｖ（ｔ）とし、
   前記数式１から前記数式３の搬送速度ｖ（ｔ）の最大値が、前記限界速度Ｖ_ｍａｘを超える場合には、前記容器を加速して搬送する時間と減速して搬送する時間の総和をｔ_１、前記容器を定速にて搬送する時間をｔ_２および定数をｂとするとともに、
   前記容器の搬送速度を、時間ｔの関数ｖ（ｔ）として、
   ０≦ｔ≦（ｔ_１／４）のとき数式４、
   

   

   （ｔ_１／４）≦ｔ≦（ｔ_１／２）のとき数式５、
   

   

   （ｔ_１／２）≦ｔ≦（ｔ_１／２）＋ｔ_２のとき数式６、
   

   

   （ｔ_１／２）＋ｔ_２≦ｔ≦（３ｔ_１／４）＋ｔ_２のとき数式７、
   

   

   （３ｔ_１／４）＋ｔ_２≦ｔ≦ｔ_１＋ｔ_２のとき数式８、
   

   

   とし、前記定数ｂを前記定数ａ、前記数式６の一定速度を前記限界速度Ｖ_ｍａｘとし、前記定数ａ、前記限界速度Ｖ_ｍａｘおよび前記搬送距離Ｌから算出した前記搬送時間ｔ_１および前記搬送時間ｔ_２により設定される搬送速度ｖ（ｔ）とすることを特徴とする請求項３記載の容器の搬送方法。
5. 請求項１または請求項２に記載の容器の搬送方法において、前記液体を溶融金属、前記容器を傾動取鍋とすることを特徴とする取鍋の搬送方法。
6. 液体を収容した容器を水平方向に加速して搬送を開始した後、減速して搬送を完了する容器の搬送制御装置であって、
   前記搬送制御装置は、記憶部と制御部とを備え、
   前記記憶部は、前記容器の搬送時間ｔ_０、定数ａ、前記容器を搬送した後の液面の揺れを許容範囲に収めることができる、前記容器の加速度変化率の最大値α_ｍａｘ、を保存できるとともに、
   前記容器の搬送速度を、時間ｔの関数ｖ（ｔ）として、
   ０≦ｔ≦（ｔ_０／４）のとき数式１、
   

   

   （ｔ_０／４）≦ｔ≦（３ｔ_０／４）のとき数式２、
   

   

   （３ｔ_０／４）≦ｔ≦ｔ_０のとき数式３、
   

   

   として保存することができ、
   前記制御部は、前記記憶部に保存されている前記加速度変化率α_ｍａｘから、定数ａを算出し、前記容器の搬送速度ｖ（ｔ）を設定できることを特徴とする容器の搬送制御装置。
7. 前記記憶部は、前記容器の搬送において許容される前記容器の限界速度Ｖ_ｍａｘ、前記容器を加速して搬送する時間と減速して搬送する時間の総和ｔ_１、前記容器を定速にて搬送する時間ｔ_２および定数ｂを保存できるとともに、
   前記容器の搬送速度を、時間ｔの関数ｖ（ｔ）として、
   ０≦ｔ≦（ｔ_１／４）のとき数式４、
   

   

   （ｔ_１／４）≦ｔ≦（ｔ_１／２）のとき数式５、
   

   

   （ｔ_１／２）≦ｔ≦（ｔ_１／２）＋ｔ_２のとき数式６、
   

   

   （ｔ_１／２）＋ｔ_２≦ｔ≦（３ｔ_１／４）＋ｔ_２のとき数式７、
   

   

   （３ｔ_１／４）＋ｔ_２≦ｔ≦ｔ_１＋ｔ_２のとき数式８、
   

   

   として保存することができ、
   前記制御部は、
   前記数式１から前記数式３の搬送速度ｖ（ｔ）の最大値が、前記限界速度Ｖ_ｍａｘ以下の場合には、前記容器の搬送速度ｖ（ｔ）を、前記数式１から前記数式３を用いて設定することができ、
   前記数式１から前記数式３の搬送速度ｖ（ｔ）の最大値が、前記限界速度Ｖ_ｍａｘを超える場合には、前記容器の搬送速度ｖ（ｔ）を、前記数式４から前記数式８を用いて設定できるとともに、前記定数ｂを前記定数ａ、前記数式６の一定速度を前記限界速度Ｖ_ｍａｘとして、前記定数ａ、前記限界速度Ｖ_ｍａｘおよび前記搬送距離Ｌから前記搬送時間ｔ_１および前記搬送時間ｔ_２を算出できることを特徴とする請求項６記載の容器の搬送制御装置。
   

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