JP7421211B2 - Pouring status estimation system - Google Patents

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JP7421211B2 JP2020012528A JP2020012528A JP7421211B2 JP 7421211 B2 JP7421211 B2 JP 7421211B2 JP 2020012528 A JP2020012528 A JP 2020012528A JP 2020012528 A JP2020012528 A JP 2020012528A JP 7421211 B2 JP7421211 B2 JP 7421211B2
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  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)

Description

本発明は注湯作業における注湯量の推定システムに関する。 The present invention relates to a system for estimating the amount of molten metal poured in a molten metal pouring operation.

従来、鋳型に溶融物を注湯する注湯作業において、注湯流量を制御した自動注湯装置がある。例えば、特許文献1には、取鍋を傾動させるサーボモータに印加する入力電圧と、取鍋内溶融金属の重量とを計測し、拡張カルマンフィルタに基づく指数減衰型オブザーバを用いて注湯流量を推定し、注湯流量の制御を行う自動注湯装置が開示されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been an automatic pouring device that controls the flow rate of pouring molten metal in a pouring operation of pouring a molten material into a mold. For example, Patent Document 1 discloses that the input voltage applied to a servo motor that tilts a ladle and the weight of molten metal in the ladle are measured, and the pouring flow rate is estimated using an exponential decay type observer based on an extended Kalman filter. However, an automatic pouring device that controls the pouring flow rate has been disclosed.

特開2008-290148号公報Japanese Patent Application Publication No. 2008-290148

一方で、手動の注湯作業においては、注湯作業に習熟した作業者と未習熟の作業者との間で、注湯作業による成果物としての鋳物の品質に大きな差が生じていた。注湯作業の成果物の品質は作業時の注湯状態に依存するため、注湯状態を精度良く推定することにより、推定された注湯状態に基づいて注湯量を制御したいというニーズがあった。 On the other hand, in manual pouring work, there has been a large difference in the quality of the castings produced by the pouring work between an operator who is proficient in pouring work and an operator who is not. Since the quality of the product of pouring work depends on the pouring conditions during the work, there was a need to accurately estimate the pouring conditions and control the amount of poured metal based on the estimated pouring conditions. .

本発明はこのような事情を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、手動の注湯作業における注湯状態を精度よく推定可能にする推定システムを提供することである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an estimation system that makes it possible to accurately estimate the pouring state in manual pouring work.

本発明によれば、取鍋を傾動させて溶融物を鋳型に注湯させる注湯作業における注湯状態の推定システムであって、角度取得部と、重量取得部と、取鍋内部形状取得部と、算出部とを備え、前記角度取得部は、前記注湯作業における前記取鍋の傾動角度を取得し、前記重量取得部は、前記注湯作業における前記取鍋の重量を取得し、前記取鍋内部形状取得部は、前記取鍋の内部形状についてのデータを取得し、前記算出部は、前記傾動角度と、前記重量と、前記内部形状についてのデータに基づいて、前記取鍋から注湯される注湯量の推定値を算出する、推定システムが提供される。 According to the present invention, there is provided a system for estimating a pouring state in a pouring operation in which a ladle is tilted to pour a molten material into a mold, and the system includes an angle acquisition section, a weight acquisition section, and a ladle internal shape acquisition section. and a calculation unit, the angle acquisition unit acquires the tilt angle of the ladle in the pouring operation, the weight acquisition unit acquires the weight of the ladle in the pouring operation, and the angle acquisition unit acquires the tilt angle of the ladle in the pouring operation. The ladle internal shape acquisition unit acquires data regarding the internal shape of the ladle, and the calculation unit calculates the amount of water from the ladle based on the data regarding the tilt angle, the weight, and the internal shape. An estimation system is provided that calculates an estimated value of the amount of hot water poured.

このような構成とすることにより、注湯作業時にリアルタイムで取得した取鍋の傾動角度および重量と、取鍋の内部形状についてのデータとに基づいて注湯量の推定値を算出するため、手動の注湯作業における注湯状態を精度よく推定することが可能となる。 With this configuration, the estimated value of the amount of poured molten metal is calculated based on the tilt angle and weight of the ladle obtained in real time during pouring work, and data about the internal shape of the ladle, which eliminates manual manual work. It becomes possible to accurately estimate the pouring state during pouring work.

以下、本発明の種々の実施形態を例示する。以下に示す実施形態は、互いに組み合わせ可能である。また、各特徴が独立に発明を構成する。 Below, various embodiments of the present invention will be illustrated. The embodiments shown below can be combined with each other. Furthermore, each feature independently constitutes the invention.

好ましくは、前記算出部は、前記溶融物の前記取鍋の出湯口の下端より上方に位置する部分の体積について、当該部分の垂直方向の高さおよび前記傾動角度のそれぞれに変化に対する変化量を算出し、前記注湯量の推定値を算出する。
好ましくは、記憶部をさらに備え、前記取鍋内部形状取得部は、前記記憶部に記憶されている前記取鍋の内部形状についてのデータを取得する。
好ましくは、前記取鍋の内部形状についてのデータを測定する測定装置をさらに備え、前記取鍋内部形状取得部は、前記測定装置が測定した前記取鍋の内部形状についてデータを取得する。
好ましくは、前記記憶部は、前記測定装置が測定した前記取鍋の内部形状についてのデータを記憶する。
好ましくは、赤外線を検知可能な撮像部をさらに備え、前記撮像部は、前記注湯作業において溶融物が鋳型に注入される位置を撮像する。
好ましくは、前記撮像部は、前記取鍋の傾動方向における当該取鍋の前方と、平面視において前記傾動方向と垂直な方向である当該取鍋の側方とに配置される。
好ましくは、評価部をさらに備え、前記評価部は、基準としての注湯作業における前記推定値である基準値と、評価対象としての注湯作業における前記推定値とを比較して、前記評価対象としての注湯作業の評価を行う。
好ましくは、前記評価部は、前記基準値と前記推定値との相関係数を算出して前記評価を行う。
好ましくは、前記評価部は、前記基準値と前記推定値との動的時間伸縮法を用いたマンハッタン距離を算出して前記評価を行う。
好ましくは、前記評価部は、前記基準値と前記推定値とのマンハッタン距離を算出して前記評価を行う。
好ましくは、前記評価部は、前記基準値と前記推定値とのユークリッド距離を算出して前記評価を行う。
Preferably, the calculation unit calculates the amount of change in the volume of a portion of the melt located above the lower end of the tap outlet of the ladle, with respect to changes in the vertical height and the tilt angle of the portion, respectively. and calculate the estimated value of the amount of molten metal poured.
Preferably, the apparatus further includes a storage section, and the ladle internal shape acquisition section acquires data about the internal shape of the ladle stored in the storage section.
Preferably, the ladle further includes a measuring device that measures data about the internal shape of the ladle, and the ladle internal shape acquisition section acquires data about the internal shape of the ladle measured by the measuring device.
Preferably, the storage unit stores data regarding the internal shape of the ladle measured by the measuring device.
Preferably, the apparatus further includes an imaging section capable of detecting infrared rays, and the imaging section images the position where the melt is poured into the mold during the pouring operation.
Preferably, the imaging unit is arranged in front of the ladle in the tilting direction of the ladle and on the side of the ladle in a direction perpendicular to the tilting direction in plan view.
Preferably, the evaluation unit further includes an evaluation unit, and the evaluation unit compares the reference value, which is the estimated value in the pouring operation as a standard, with the estimated value in the pouring operation as the evaluation target, and determines the evaluation target. Evaluate the pouring work as follows.
Preferably, the evaluation unit performs the evaluation by calculating a correlation coefficient between the reference value and the estimated value.
Preferably, the evaluation unit performs the evaluation by calculating a Manhattan distance between the reference value and the estimated value using a dynamic time warping method.
Preferably, the evaluation unit performs the evaluation by calculating a Manhattan distance between the reference value and the estimated value.
Preferably, the evaluation unit performs the evaluation by calculating a Euclidean distance between the reference value and the estimated value.

本発明の他の態様によると、角度取得ステップと、重量取得ステップと、取鍋内部形状取得ステップと、算出ステップとを備える推定方法であって、前記角度取得ステップでは、前記注湯作業における前記取鍋の傾動角度を取得し、前記重量取得ステップでは、前記注湯作業における前記取鍋の重量を取得し、前記取鍋内部形状取得ステップでは、前記取鍋の内部形状についてのデータを取得し、前記算出ステップでは、前記傾動角度と、前記重量と、前記内部形状についてのデータに基づいて、前記取鍋から注湯される注湯量の推定値を算出する、推定方法が提供される。 According to another aspect of the present invention, there is provided an estimation method comprising an angle acquisition step, a weight acquisition step, a ladle internal shape acquisition step, and a calculation step, wherein in the angle acquisition step, the The tilt angle of the ladle is acquired, the weight acquisition step acquires the weight of the ladle in the pouring operation, and the ladle internal shape acquisition step acquires data about the internal shape of the ladle. In the calculation step, an estimation method is provided, in which an estimated value of the amount of molten metal poured from the ladle is calculated based on data about the tilt angle, the weight, and the internal shape.

本願発明の第1実施形態に係る推定システムPの全体斜視図である。1 is an overall perspective view of an estimation system P according to a first embodiment of the present invention. 第1実施形態に係る推定システムPの機能を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram showing the functions of the estimation system P according to the first embodiment. 溶融物の注入位置の測定について説明する図である。It is a figure explaining the measurement of the injection position of a melt. 図4Aは注湯流量モデルの生成におけるパラメータを示す取鍋1の断面図である。図4Bは注湯流量モデルの生成におけるパラメータを示す取鍋1の斜視図である。FIG. 4A is a cross-sectional view of the ladle 1 showing parameters in generating the pouring flow rate model. FIG. 4B is a perspective view of the ladle 1 showing parameters in generating the pouring flow rate model. 図5Aは傾動角度がθ1における取鍋1の内部形状の解析について説明する図である。図5Bは傾動角度がθ2における取鍋1の内部形状の解析について説明する図である。FIG. 5A is a diagram illustrating an analysis of the internal shape of the ladle 1 when the tilt angle is θ1. FIG. 5B is a diagram illustrating an analysis of the internal shape of the ladle 1 when the tilt angle is θ2. 実施例における測定結果および推定結果を示すグラフである。It is a graph showing measurement results and estimation results in Examples. 図6におけるグラフ(f)である。It is a graph (f) in FIG. 6. 実施例における溶融物の注入位置の測定結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of the injection position of the melt in an Example. 第2実施形態に係る推定システムPの機能を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram showing the functions of an estimation system P according to a second embodiment. 評価部11eにおける評価結果の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the evaluation result in the evaluation part 11e.

<1.実施形態>
(1.1.全体構成)
図1に、実施形態にかかる注湯量推定システムPの全体図を示す。推定システムPは、取鍋1と、鋳型2と、姿勢角センサ3と、ロードセル4と、撮像部5と、情報処理装置10を備える。以下、各構成を詳細に説明する。なお、本開示において「注湯量」とは、注湯重量、注湯体積、または注湯流量など、注湯作業において取鍋から流れ出る溶融物の量の総称である。
<1. Embodiment>
(1.1. Overall composition)
FIG. 1 shows an overall diagram of a pouring amount estimation system P according to an embodiment. The estimation system P includes a ladle 1, a mold 2, an attitude angle sensor 3, a load cell 4, an imaging unit 5, and an information processing device 10. Each configuration will be explained in detail below. Note that in the present disclosure, "pouring amount" is a general term for the amount of melt flowing out of the ladle during pouring work, such as pouring weight, pouring volume, or pouring flow rate.

取鍋1は、一例として有底円筒状に形成され、内部に溶融物を収容可能に構成される。取鍋1の前方には、溶融物を注湯する際の注ぎ口である出湯口1aが設けられている。取鍋1は、さらに、溶融物を注湯する際に取鍋1を傾動させるためのハンドル1bと、上方から吊り下げられたフック付きワイヤ9を引っ掛けるための取手1cを備える。作業者は、ハンドル1bを操作することにより、取鍋1を所望の角度に傾動させる。 The ladle 1 is formed, for example, in a cylindrical shape with a bottom, and is configured to be able to accommodate a melt therein. At the front of the ladle 1, a tap hole 1a is provided which is a spout for pouring the molten material. The ladle 1 further includes a handle 1b for tilting the ladle 1 when pouring molten material, and a handle 1c for hooking a hooked wire 9 suspended from above. The operator tilts the ladle 1 to a desired angle by operating the handle 1b.

鋳型2は、一例として、直方体状に形成される。鋳型2の上面には、溶融物を注入するための注入口2aが形成されている。注入口2aから注湯された溶融物が、鋳型2の内部に形成された流通路内を流通して固化することにより、鋳型2内部に所望の造形物が形成される。 The mold 2 is formed into a rectangular parallelepiped shape, for example. An injection port 2a for injecting the melt is formed on the upper surface of the mold 2. The molten material poured from the injection port 2a flows through a flow path formed inside the mold 2 and solidifies, thereby forming a desired shaped object inside the mold 2.

姿勢角センサ3は、取鍋1の後方(すなわち、出湯口1aの反対側)に取り付けられている。姿勢角センサ3と取鍋1の間には、取鍋1の内部に収容された溶融物からの熱を遮蔽する遮蔽材6が設けられている。姿勢角センサ3は、取鍋1の傾動角度θおよび傾動角速度ωを測定する。 The attitude angle sensor 3 is attached to the rear of the ladle 1 (that is, on the opposite side of the tap hole 1a). A shielding member 6 is provided between the attitude angle sensor 3 and the ladle 1 to shield heat from the molten material housed inside the ladle 1. The attitude angle sensor 3 measures the tilting angle θ and the tilting angular velocity ω of the ladle 1.

ロードセル4は、取鍋1の上方に設けられており、取鍋1の重量を測定する。取鍋1の重量にはその内部に収容された溶融物の重量も含まれる。ロードセル4と、取鍋1の間には、取鍋1の内部に収容された溶融物からの熱を遮蔽する遮蔽材6が設けられている The load cell 4 is provided above the ladle 1 and measures the weight of the ladle 1. The weight of the ladle 1 also includes the weight of the melt contained therein. A shielding material 6 is provided between the load cell 4 and the ladle 1 to shield heat from the molten material housed inside the ladle 1.

撮像部5は、注湯作業において溶融物が鋳型2に注入される位置である注入位置を撮像する。溶融物は非常に高温で発光しているため、撮像部5は、赤外線を検知可能なサーモグラフィを用いるのが好ましい。 The imaging unit 5 images the injection position, which is the position where the molten material is injected into the mold 2 during pouring work. Since the molten material emits light at a very high temperature, it is preferable that the imaging unit 5 uses a thermography capable of detecting infrared rays.

さらに好ましくは、撮像部5は、取鍋1の傾動方向における前方と、平面視において傾動方向と垂直な方向である取鍋1の側方とにそれぞれ配置される。このように配置することにより、溶融物の注入位置をより正確に撮像することが可能となる。 More preferably, the imaging unit 5 is disposed in front of the ladle 1 in the tilting direction and on the side of the ladle 1 in a direction perpendicular to the tilting direction in plan view. By arranging it in this way, it becomes possible to more accurately image the injection position of the melt.

情報処理装置10は、姿勢角センサ3およびロードセル4から受け付けたデータに基づいて、取鍋1から注湯される溶融物の注湯量の推定値を算出する。情報処理装置10の構成および処理内容については、詳細を後述する。 The information processing device 10 calculates an estimated value of the amount of molten material poured from the ladle 1 based on data received from the attitude angle sensor 3 and the load cell 4. The configuration and processing contents of the information processing device 10 will be described in detail later.

(1.2.情報処理装置10の構成)
図2を参照し、情報処理装置10の構成を説明する。情報処理装置10は、たとえばPC(Personal Computer)で実現され、制御部11と、記憶部12を備える。
(1.2. Configuration of information processing device 10)
The configuration of the information processing device 10 will be described with reference to FIG. 2. The information processing device 10 is realized by, for example, a PC (Personal Computer), and includes a control section 11 and a storage section 12.

(1.2.1.制御部11)
制御部11は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、マイクロプロセッサ、DSP(Digital Signal Processor)等で実現され、情報処理装置10の全体の動作を制御する。制御部11は、角度取得部11aと、重量取得部11bと、取鍋内部形状取得部11cと、算出部11dを備える。
(1.2.1. Control unit 11)
The control unit 11 is implemented by, for example, a CPU (Central Processing Unit), a microprocessor, a DSP (Digital Signal Processor), etc., and controls the overall operation of the information processing device 10. The control section 11 includes an angle acquisition section 11a, a weight acquisition section 11b, a ladle internal shape acquisition section 11c, and a calculation section 11d.

角度取得部11aは、姿勢角センサ3が測定した取鍋1の傾動角度θおよび傾動角速度ωを取得する。重量取得部11bは、ロードセル4が測定した取鍋1の重量を取得する。取鍋内部形状取得部11cは、記憶部12に記憶されている取鍋1の内部形状についてのデータを取得する。 The angle acquisition unit 11a acquires the tilting angle θ and the tilting angular velocity ω of the ladle 1 measured by the attitude angle sensor 3. The weight acquisition unit 11b acquires the weight of the ladle 1 measured by the load cell 4. The ladle internal shape acquisition unit 11c acquires data about the internal shape of the ladle 1 stored in the storage unit 12.

算出部11dは、角度取得部11a、重量取得部11b、取鍋内部形状取得部11cが取得したデータに基づいて、溶融物の注湯状態についての注湯流量モデルを生成する。算出部11dは、さらに、生成した注湯流量モデルに基づいて、溶融物の注湯量の推定値を算出する。また、算出部11dは、撮像部5が撮像したデータに基づいて、溶融物の注入位置を算出する。 The calculation unit 11d generates a pouring flow rate model regarding the pouring state of the molten material based on the data acquired by the angle acquisition unit 11a, the weight acquisition unit 11b, and the ladle internal shape acquisition unit 11c. The calculation unit 11d further calculates an estimated value of the pouring amount of the molten material based on the generated pouring flow rate model. Furthermore, the calculation unit 11d calculates the injection position of the melt based on the data captured by the imaging unit 5.

(1.2.2.記憶部12)
記憶部12は、例えば、RAM(Random Access Memory)やDRAM(Dynamic Random Access Memory)等で実現されており、制御部11による各種プログラムに基づく処理の実行時のワークエリア等として用いられる。
(1.2.2. Storage unit 12)
The storage unit 12 is realized by, for example, a RAM (Random Access Memory) or a DRAM (Dynamic Random Access Memory), and is used as a work area or the like when the control unit 11 executes processing based on various programs.

記憶部12は、さらに、ROM(Read Only Memory)等の不揮発性メモリ、またはHDD(Hard Disk Drive)を備えていてもよく、制御部11の処理に利用されるプログラムおよび各種データを保存する。一例として、記憶部12は、3Dスキャナー等で構成される測定装置13が測定した取鍋1の内部形状についてのデータを記憶する。 The storage unit 12 may further include a nonvolatile memory such as a ROM (Read Only Memory) or a HDD (Hard Disk Drive), and stores programs and various data used in the processing of the control unit 11. As an example, the storage unit 12 stores data about the internal shape of the ladle 1 measured by a measuring device 13 including a 3D scanner or the like.

(1.3.注入位置の算出)
図3を参照し、注入位置の算出について説明する。算出部11dは、撮像部5から取得した画像データに対してエッジ処理を施し、注入口2aにおける溶融物の取鍋1に近い方の端点の位置Pnと、取鍋1に遠い方の端点の位置Pfを算出する。そして、以下の式(1)を用いて、注入口2aの中心に対する溶融物の注入位置Ppを算出する。
(1.3. Calculation of injection position)
Calculation of the injection position will be described with reference to FIG. 3. The calculation unit 11d performs edge processing on the image data acquired from the imaging unit 5, and determines the position Pn of the end point of the melt near the ladle 1 at the injection port 2a and the end point of the end point far from the ladle 1. Calculate position Pf. Then, the injection position Pp of the melt relative to the center of the injection port 2a is calculated using the following equation (1).

ここで、Cnは注入口2aの取鍋1に近い方の端点の位置であり、Cfは注入口2aの取鍋1に遠い方の端点の位置を意味する。溶融物は非常に高温で発光しているため、撮像部5としては赤外線を検知可能なサーモグラフィを用いるのが好ましい。撮像部5としてサーモグラフィを用いる場合には、サーモグラフィの温度表示範囲を常温設置し、鋳型2を構成する砂と空気の温度差から取得した画像データのピクセル間に階調差が生じるので、これをエッジ処理することにより、注入口2aの端点の位置CnおよびCfを検知できる。 Here, Cn is the position of the end point of the injection port 2a closer to the ladle 1, and Cf is the position of the end point of the injection port 2a farther from the ladle 1. Since the molten material emits light at a very high temperature, it is preferable to use a thermography capable of detecting infrared rays as the imaging unit 5. When using a thermography as the imaging unit 5, the temperature display range of the thermography is set at room temperature, and the temperature difference between the sand and air that makes up the mold 2 causes a difference in gradation between pixels of the image data obtained. By performing edge processing, the positions Cn and Cf of the end points of the injection port 2a can be detected.

このようにしてサーモグラフィから取得した端点はピクセルデータであるため、以下の式(2)を用いて実際の寸法としての注入口2aの中心に対する溶融物の注入位置Xpを算出する。 Since the end points obtained from the thermography in this way are pixel data, the injection position Xp of the melt relative to the center of the injection port 2a as an actual dimension is calculated using the following equation (2).

ここで、Dは注入口2aの直径を意味する。このようにして、式(1)および式(2)を、撮像部5が取得した画像データのフレームごとに実行することにより、取鍋1から流出する溶融物の注入位置を算出する。なお、図3では、取鍋1の側方から撮像した画像データを例に説明しているが、取鍋1の前方から撮像した画像データについても同様の処理を行う。なお、溶融物の注入位置Xpが取得できるのであれば、撮像部5はサーモグラフィ以外の撮像装置を使用してもかまわない。 Here, D means the diameter of the injection port 2a. In this way, by executing equations (1) and (2) for each frame of image data acquired by the imaging unit 5, the injection position of the melt flowing out from the ladle 1 is calculated. Although FIG. 3 describes image data taken from the side of the ladle 1 as an example, similar processing is performed for image data taken from the front of the ladle 1. Note that as long as the injection position Xp of the melt can be obtained, an imaging device other than a thermography may be used as the imaging unit 5.

(1.4.注湯流量モデルの生成)
図4および図5を参照し、注湯流量モデルの生成処理について説明する。取鍋1から流出する溶融物の流量q(t)について、以下の式(3)および式(4)が知られている。
(1.4. Generation of pouring flow rate model)
With reference to FIGS. 4 and 5, the generation process of the pouring flow rate model will be described. Regarding the flow rate q(t) of the melt flowing out of the ladle 1, the following equations (3) and (4) are known.

ここで、図4Aおよび図4Bに示すように、Vrは出湯口1aの下端Rより上部の取鍋1内部の液体(溶融物)の体積、Vsは出湯口1aの下端Rより下部の取鍋1内部の液体の体積、hは出湯口1aでの液体の高さ、Lfは出湯口1aの幅、hbは取鍋1内における液体表面からの深さ、cは流量係数、tは時間、をそれぞれ意味している。 Here, as shown in FIGS. 4A and 4B, Vr is the volume of the liquid (molten material) inside the ladle 1 above the lower end R of the tap 1a, and Vs is the volume of the liquid (molten material) inside the ladle 1 below the lower end R of the tap 1a. 1 Volume of liquid inside, h is height of liquid at tap 1a, Lf is width of tap 1a, hb is depth from liquid surface in ladle 1, c is flow coefficient, t is time, each means.

式(3)において、体積Vsは取鍋1の傾動角度θに依存するため、以下の式(5)が成り立つ。 In equation (3), since the volume Vs depends on the tilt angle θ of the ladle 1, the following equation (5) holds true.

さらに、体積Vrは取鍋1の傾動角度θと液体の高さhに依存するため、以下の式(6)が成り立つ。 Furthermore, since the volume Vr depends on the tilting angle θ of the ladle 1 and the height h of the liquid, the following equation (6) holds true.

式(5)および式(6)を、式(3)に代入すると、注湯流量モデルとして以下の式(7)が求まる。 By substituting Equation (5) and Equation (6) into Equation (3), the following Equation (7) can be obtained as a pouring flow rate model.

式(7)で示される注湯流量モデルでは、体積Vrについて、高さhの変化に対する変化量X(θ,h)および傾動角度θの変化に対するY(θ,h)を算出する必要がある。そこで、算出部11dは、取鍋1の内部形状についてのデータに基づいて、X(θ,h)およびY(θ,h)を算出する。 In the pouring flow rate model shown by equation (7), it is necessary to calculate the amount of change X(θ,h) for the change in height h and Y(θ,h) for the change in tilt angle θ for the volume Vr. . Therefore, the calculation unit 11d calculates X(θ,h) and Y(θ,h) based on data regarding the internal shape of the ladle 1.

具体的には、図5Aに示すように、算出部11dは、測定装置13によって測定された取鍋1の内部形状データを、3Dキャドを用いて読み込み、3DキャドのAPI(アプリケーション プログラミング インターフェース)機能を用いて、傾動角度が所定の値(図5Aの例ではθ=θ1)における高さhの変化に対する取鍋1内の体積変化量dV/dhを、所定の高さΔh(たとえば10cm)ごとに下から順に算出する。 Specifically, as shown in FIG. 5A, the calculation unit 11d reads the internal shape data of the ladle 1 measured by the measuring device 13 using 3D CAD, and uses the API (Application Programming Interface) function of the 3D CAD. Using , the amount of volume change dV/dh in the ladle 1 with respect to the change in height h when the tilt angle is a predetermined value (θ=θ1 in the example of FIG. 5A) is calculated for each predetermined height Δh (for example, 10 cm). Calculate from bottom to top.

さらに、図5Bに示すように、算出部11dは、傾動角度θの値を変化させて(図5Bの例ではθ=θ2)、高さhの変化に対する取鍋1内の体積変化量dV/dhを、所定の高さΔhごとに下から順に算出する。 Further, as shown in FIG. 5B, the calculation unit 11d changes the value of the tilting angle θ (θ=θ2 in the example of FIG. 5B), and changes the volume change dV/in the ladle 1 with respect to the change in height h. dh is calculated sequentially from the bottom for each predetermined height Δh.

このようにして、傾動角度θが取りうる範囲(例えば0°≦θ≦90°)における予め定められた角度ごと(たとえば1°ごと)のθに対して、高さhの変化に対する取鍋1内の体積変化量dV/dhを求めることにより、X(θ,h)およびY(θ,h)を算出する。さらに、算出部11dは、傾動角度θごとのVsを算出する。 In this way, the ladle 1 responds to changes in height h with respect to θ at predetermined angles (for example, every 1 degree) in the range that the tilting angle θ can take (for example, 0°≦θ≦90°). X(θ, h) and Y(θ, h) are calculated by determining the volume change amount dV/dh within. Further, the calculation unit 11d calculates Vs for each tilt angle θ.

(1.5.注湯量の推定値の算出)
算出部11dは、上述の注湯流量モデル(式(7))、姿勢角センサ3が検知した傾動角度θ、傾動角速度ω、およびロードセル4が測定する取鍋1の重量を用いて拡張カルマンフィルタを構成することにより、取鍋1から実際に流出する溶融物の注湯量の推定値を算出する。
(1.5. Calculation of estimated value of pouring amount)
The calculation unit 11d performs an extended Kalman filter using the above-mentioned pouring flow rate model (Equation (7)), the tilting angle θ detected by the attitude angle sensor 3, the tilting angular velocity ω, and the weight of the ladle 1 measured by the load cell 4. By configuring this, an estimated value of the pouring amount of molten material that actually flows out from the ladle 1 is calculated.

ロードセル4が検知した取鍋1から流出した溶融物の重量Wについて、ロードセル4の応答遅れを一次遅れ系で表現すると、以下の式(8)および式(9)が成立する。 When the response delay of the load cell 4 is expressed in a first-order delay system with respect to the weight WL of the melted material flowing out from the ladle 1 detected by the load cell 4, the following formulas (8) and (9) hold true.

ここで、Woは取鍋1から実際に流出した溶融物の重量、Tはロードセル4の応答特性を示す時定数、ρは溶融物の密度である。取鍋1から実際に流出した溶融物の重量Woに対して、ロードセル4が検知した取鍋1から流出した溶融物の重量Wは、ロードセル4の応答遅れの影響を受けている。 Here, Wo is the weight of the melt actually flowing out from the ladle 1, T L is a time constant indicating the response characteristics of the load cell 4, and ρ is the density of the melt. The weight W L of the melt that has flowed out from the ladle 1 detected by the load cell 4 is affected by the response delay of the load cell 4 relative to the weight Wo of the melt that has actually flowed out from the ladle 1 .

これらのパラメータを用いて以下の式(10)および式(11)に示すように拡張カルマンフィルタを構築する。 Using these parameters, an extended Kalman filter is constructed as shown in equations (10) and (11) below.

ここで、式(11-2)には、式(7)として算出された注湯流量モデルが採用されており、Tsはサンプリング時間を意味する。液体の高さhは以下の式(12)の条件を有する。
Here, the pouring flow rate model calculated as the equation (7) is adopted in the equation (11-2), and Ts means the sampling time. The height h of the liquid has the condition of the following equation (12).

式(12)におけるθbは出湯境界角度(取鍋から液体が流出する取鍋傾動角度)であり、取鍋1の傾動角度θと体積Vsを用いて、以下の式(13)のように得られる。 θb in equation (12) is the tapping boundary angle (the ladle tilting angle at which the liquid flows out from the ladle), and using the tilting angle θ of ladle 1 and the volume Vs, it can be obtained as shown in equation (13) below. It will be done.

式(13)において、Wciniは注湯開始前のロードセル4によって計測された取鍋内液体重量を意味する。さらに、拡張カルマンフィルタのヤコビ行列A(x)およびC(x)は、以下の式(14)および式(15)として設定される。 In equation (13), Wcini means the weight of the liquid in the ladle measured by the load cell 4 before the start of pouring. Furthermore, the Jacobian matrices A(x) and C(x) of the extended Kalman filter are set as the following equations (14) and (15).

このようにして構築されたカルマンフィルタを用いて、出湯口1aでの液体の高さh、注湯流量q、ロードセルの応答遅れを除いた注湯重量Wo、ロードセルの応答遅れを有する注湯重量Wを実時間で推定する。なお、流量係数および液体密度は周知の同定方法を用いて同定すればよい(たとえば、国際公開2014/174977を参照)。 Using the Kalman filter constructed in this way, the height h of the liquid at the outlet 1a, the pouring flow rate q, the pouring weight Wo excluding the load cell response delay, and the pouring weight W with the load cell response delay Estimate L in real time. Note that the flow coefficient and liquid density may be identified using a well-known identification method (for example, see International Publication 2014/174977).

(1.6.実施例)
図6~図8を参照し、本願発明の実施例を説明する。図6において、グラフ(a)は姿勢角センサ3によって計測された取鍋1の傾動角速度ω、グラフ(b)は姿勢角センサ3によって計測された取鍋1の傾動角度θ、グラフ(c)は推定された取鍋1の出湯口1aでの液体の高さh、グラフ(d)は推定された注湯(体積)流量q、グラフ(e)は推定された注湯質量流量、グラフ(f)は推定された注湯重量である。
(1.6. Examples)
Embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 to 8. In FIG. 6, graph (a) shows the tilting angular velocity ω of the ladle 1 measured by the attitude angle sensor 3, graph (b) shows the tilting angle θ of the ladle 1 measured by the attitude angle sensor 3, and graph (c) is the estimated liquid height h at the outlet 1a of the ladle 1, graph (d) is the estimated pouring (volume) flow rate q, graph (e) is the estimated pouring mass flow rate, graph ( f) is the estimated pouring weight.

図7に拡大して示すように、図6のグラフ(f)には、ロードセル4によって計測された注湯重量Wxp、ロードセルの応答遅れを含む注湯重量の推定データW、ロードセルの応答遅れを除く注湯重量の推定データWoが示されている。 As shown in an enlarged view in FIG. 7, the graph (f) in FIG. 6 includes the poured metal weight Wxp measured by the load cell 4, the estimated data W L of the poured metal weight including the load cell response delay, and the load cell response delay Wxp. Estimated data Wo of pouring weight excluding .

図6のグラフ(f)および図7から見てとれるように、ロードセル4から取得されるデータである注湯重量Wxpにはノイズやロードセルの応答遅れが発生しており、このデータを時間微分することで得られる注湯質量流量は判然としないことがわかる。このように、手動注湯作業においては、作業者が重たい取鍋を手動で調整して注湯するので、姿勢角センサ3やロードセル4の出力にノイズが発生し、データの解析が難しい。 As can be seen from the graph (f) in FIG. 6 and FIG. 7, the pouring weight Wxp, which is the data obtained from the load cell 4, contains noise and a delay in the response of the load cell, and this data is differentiated with respect to time. It can be seen that the pouring mass flow rate obtained by this method is not clear. As described above, in manual pouring work, the worker manually adjusts the heavy ladle and pours the metal, so noise is generated in the outputs of the attitude angle sensor 3 and the load cell 4, making it difficult to analyze the data.

これに対して、本実施形態における拡張カルマンフィルタを用いた推定値のデータ(すなわち、グラフ(f)におけるWおよびWo)はノイズやロードセルの応答遅れが抑制されるため、注湯(体積)流量や注湯重量を明確に把握できる。 On the other hand, the estimated value data using the extended Kalman filter in this embodiment (i.e., W L and Wo in graph (f)) suppresses noise and response delay of the load cell, so the pouring (volume) flow rate is You can clearly understand the weight of poured metal.

図8において、グラフ(a)は注湯(体積)流量であり、図6におけるグラフ(d)に相当する。図8のグラフ(b)は取鍋側方に設置されたサーモグラフィの温度分布画像から、(1)式と(2)式で推定された取鍋から流出する溶融金属の鋳型上面での前後方向の注入位置であり、グラフ(c)は取鍋前方に設置されたサーモグラフィの温度分布画像から、(1)式と(2)式で推定された取鍋から流出する溶融金属の鋳型上面での左右方向の注入位置である。 In FIG. 8, graph (a) is the pouring (volume) flow rate, and corresponds to graph (d) in FIG. Graph (b) in Figure 8 shows the longitudinal direction of the molten metal flowing out of the ladle on the upper surface of the mold, which was estimated using equations (1) and (2) from the temperature distribution image of the thermograph installed on the side of the ladle. Graph (c) shows the injection position of the molten metal flowing out of the ladle on the upper surface of the mold, which is estimated by equations (1) and (2) from the temperature distribution image of the thermograph installed in front of the ladle. This is the injection position in the left and right direction.

グラフ(b)およびグラフ(c)において、破線は湯口カップの端を示し、*印が流出溶融金属の注入位置である。また、グラフ(b)およびグラフ(c)は湯口カップ中心を0とした注入位置を示している。図8からわかるように、この実施例では注入位置は湯口カップ中心付近で注湯していることがわかる。 In graphs (b) and (c), the dashed line indicates the edge of the sprue cup, and the * mark is the injection position of the outflowing molten metal. Further, graphs (b) and (c) show the injection position with the center of the sprue cup set at 0. As can be seen from FIG. 8, in this example, the pouring position is near the center of the sprue cup.

以上のようにして、本実施形態における注湯量推定システムPは、角度取得部11aと、重量取得部11bと、取鍋内部形状取得部11cと、算出部11dを備える。角度取得部11aは、注湯作業における取鍋1の傾動角度θを取得する。重量取得部11bは、注湯作業における取鍋1の重量を取得する。取鍋内部形状取得部11cは、取鍋1の内部形状についてのデータを取得する。算出部11dは、傾動角度θと、取鍋1の重量と、内部形状についてのデータに基づいて、取鍋から注湯される溶融物の注湯流量の推定値を算出する。 As described above, the pouring amount estimation system P in this embodiment includes the angle acquisition section 11a, the weight acquisition section 11b, the ladle internal shape acquisition section 11c, and the calculation section 11d. The angle acquisition unit 11a acquires the tilt angle θ of the ladle 1 during pouring work. The weight acquisition unit 11b acquires the weight of the ladle 1 during pouring work. The ladle internal shape acquisition unit 11c acquires data regarding the internal shape of the ladle 1. The calculation unit 11d calculates an estimated value of the flow rate of the molten material poured from the ladle, based on data regarding the tilt angle θ, the weight of the ladle 1, and the internal shape.

このような構成とすることにより、手動注湯装置における注湯状態を精度よく推定することが可能となる。 With such a configuration, it becomes possible to accurately estimate the pouring state in the manual pouring device.

また、注湯量推定システムPは、取鍋1の内部形状についてのデータを測定するために、3Dスキャナー等で構成される測定装置をさらに備えていてもよい。このような構成とすることで、3Dスキャナー等の測定装置で測定される取鍋形状データを用いて取鍋1からの注湯流量モデルを算出することとなり、取鍋の設計データを入手できないような注湯装置(たとえば、補修作業を行った取鍋等)に対しても注湯量の推定値を算出することができる。 Furthermore, the pouring amount estimation system P may further include a measuring device such as a 3D scanner in order to measure data regarding the internal shape of the ladle 1. With this configuration, the ladle shape data measured by a measuring device such as a 3D scanner is used to calculate the pouring flow rate model from ladle 1, and it is possible to prevent the ladle design data from being obtained. It is also possible to calculate an estimated value of the amount of molten metal poured into a molten metal pouring device (for example, a ladle or the like that has undergone repair work).

<2.第2実施形態>
図9および図10を参照し、本願発明の第2実施形態について説明する。図9に示すように、第2実施形態における注湯量推定システムPは、第1実施形態の構成の他に、評価部11eをさらに備える。以下、第1実施形態との相違点を中心に説明する。
<2. Second embodiment>
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 and 10. As shown in FIG. 9, the pouring amount estimation system P according to the second embodiment further includes an evaluation section 11e in addition to the configuration of the first embodiment. Hereinafter, differences from the first embodiment will be mainly explained.

評価部11eは、算出部11dが算出した注湯量の推定データに対して、基準としての注湯作業における推定値である基準値と比較して、評価対象の注湯作業の評価を行う。このように、良好な注湯状態と比較し、作業者に評価結果を明示することにより、注湯作業に起因する鋳物品質のばらつきを抑え、良好な状態で維持することができる。 The evaluation unit 11e evaluates the pouring operation to be evaluated by comparing the estimated data of the pouring amount calculated by the calculation unit 11d with a reference value that is an estimated value in the pouring operation as a reference. In this way, by comparing the good pouring condition and clearly showing the evaluation results to the operator, it is possible to suppress variations in quality of the casting caused by the pouring operation and maintain it in a good condition.

図10に注湯作業を評価した一例を示す。横軸が相関係数を示し、縦軸が動的時間伸縮法を用いたマンハッタン距離の正負の符号を反転させた座標軸を示す。図10のグラフは熟練者の3回の注湯作業と未習熟者の6回の注湯作業との評価結果を示している。具体的には、結果T1~T3は注湯作業の熟練者による1回目~3回目の作業の評価結果に対応し、結果N1~N6は注湯作業の未習熟者による1回目~6回目の作業の評価結果に対応する。 Figure 10 shows an example of evaluating the pouring work. The horizontal axis shows the correlation coefficient, and the vertical axis shows the coordinate axis with the sign of the Manhattan distance reversed using the dynamic time warping method. The graph in FIG. 10 shows the evaluation results of three times of pouring work by an expert and six times of pouring work by an inexperienced person. Specifically, results T1 to T3 correspond to the evaluation results of the first to third operations by an expert in pouring work, and results N1 to N6 correspond to the evaluation results of the first to sixth operations by an inexperienced pouring worker. Respond to work evaluation results.

ここで、評価結果が図10のグラフの右上に配置されると(すなわち、結果T1~T3に近づくと)、鋳物品質が良い注湯流量データに類似した注湯ができていることを示す。言い換えると、矢印D1または矢印D2に向かうほど、良い注湯流量データに類似した注湯ができていることとなる。 Here, when the evaluation result is placed at the upper right of the graph in FIG. 10 (that is, when it approaches results T1 to T3), it indicates that pouring similar to the pouring flow rate data of good casting quality is being performed. In other words, the closer the direction is to the arrow D1 or the arrow D2, the more similar the molten metal pouring data is to good pouring flow rate data.

熟練者の注湯作業の評価結果T1~T3が右上にばらつきが小さく配置されていることから、鋳物品質が良好になる注湯作業が安定して行われていることが確認できる。また、未習熟者の注湯作業の評価結果N1~N6においては、注湯回数を重ねる度に徐々に右上に近づいてきており、良好な注湯作業に近づいてきていることが確認できる。 Since the evaluation results T1 to T3 of the pouring work by experts are arranged in the upper right corner with little variation, it can be confirmed that the pouring work, which results in good casting quality, is performed stably. In addition, in the evaluation results N1 to N6 of the pouring work by inexperienced people, the number of times the pouring work increases is gradually approaching the upper right, and it can be confirmed that the pouring work is getting closer to being good.

また、注湯作業を習熟していない作業者が注湯技能を習得する際には、まず動的時間伸縮法を用いたマンハッタン距離がゼロに近づくように、注湯流量全体の大きさが基準データと同等になるような注湯作業をトレーニングし、その後に注湯流量を微調整し、相関係数が1に近づくように注湯作業をトレーニングするのが好ましい。このように定量的な評価に基づいて作業者をトレーニングすることにより、良品鋳物を生み出す注湯作業を効率的に習得させることが可能となる。 In addition, when a worker who is not familiar with pouring work acquires pouring skills, the first step is to determine the size of the entire pouring flow rate so that the Manhattan distance using the dynamic time stretching method approaches zero. It is preferable to train the pouring operation so that it is equivalent to the data, and then finely adjust the pouring flow rate and train the pouring operation so that the correlation coefficient approaches 1. By training workers based on quantitative evaluation in this way, it becomes possible to have them efficiently learn the pouring work that produces quality castings.

<3.その他の実施形態>
以上、実施形態について説明したが、本願の技術的範囲の適用範囲は、上記実施形態に限定されるものではない。
<3. Other embodiments>
Although the embodiments have been described above, the technical scope of the present application is not limited to the above embodiments.

たとえば、上記実施形態では、取鍋1の内部形状についてのデータは記憶部12に記憶されていたが、この例に限定されるものではない。たとえば、USB(Universal Serial Bus)メモリなどの外付けの記憶媒体に記憶しておいてもよいし、クラウドサーバーなどの他のサーバに記憶しておいてもよい。 For example, in the embodiment described above, data regarding the internal shape of the ladle 1 is stored in the storage unit 12, but the data is not limited to this example. For example, it may be stored in an external storage medium such as a USB (Universal Serial Bus) memory, or it may be stored in another server such as a cloud server.

また、上記実施形態では、算出部11dは、拡張カルマンフィルタを用いて算出しているが、この例に限定されるものではなく、他の推定手法を用いても本開示の技術的思想を適用することができる。 Further, in the above embodiment, the calculation unit 11d performs calculation using an extended Kalman filter, but the invention is not limited to this example, and the technical idea of the present disclosure can be applied even if other estimation methods are used. be able to.

本発明に係る種々の実施形態を説明したが、これらは、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。当該新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。当該実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although various embodiments of the invention have been described, these are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. The new embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and changes can be made without departing from the gist of the invention. The embodiment and its modifications are included within the scope and gist of the invention, and are included within the scope of the invention described in the claims and its equivalents.

1 :取鍋
1a :出湯口
1b :ハンドル
1c :取手
2 :鋳型
2a :注入口
3 :姿勢角センサ
4 :ロードセル
5 :撮像部
6 :遮蔽材
9 :フック付きワイヤ
10 :情報処理装置
11 :制御部
11a :角度取得部
11b :重量取得部
11c :取鍋内部形状取得部
11d :算出部
11e :評価部
12 :記憶部
13 :測定装置
1: Ladle 1a: Tap spout 1b: Handle 1c: Handle 2: Mold 2a: Filling port 3: Attitude angle sensor 4: Load cell 5: Imaging section 6: Shielding material 9: Wire with hook 10: Information processing device 11: Control Section 11a: Angle acquisition section 11b: Weight acquisition section 11c: Ladle internal shape acquisition section 11d: Calculation section 11e: Evaluation section 12: Storage section 13: Measuring device

Claims (13)

取鍋を傾動させて溶融物を鋳型に注湯させる注湯作業における注湯状態の推定システムであって、
角度取得部と、重量取得部と、取鍋内部形状取得部と、算出部とを備え、
前記角度取得部は、前記注湯作業における前記取鍋の傾動角度および傾動角速度を取得し、
前記重量取得部は、前記注湯作業における前記取鍋の重量を取得し、
前記取鍋内部形状取得部は、前記取鍋の内部形状についてのデータを取得し、
前記算出部は、前記傾動角度と、前記重量と、前記内部形状についてのデータに基づいて前記溶融物の注湯状態を表す注湯流量モデルを算出し、算出した注湯流量モデルと、前記傾動角度と、前記傾斜角速度と、前記重量とを用いて拡張カルマンフィルタを構成することにより、前記取鍋から注湯される注湯量の推定値を算出する、推定システム。
A system for estimating a pouring state in a pouring operation in which a ladle is tilted to pour a molten material into a mold, the system comprising:
Comprising an angle acquisition section, a weight acquisition section, a ladle internal shape acquisition section, and a calculation section,
The angle acquisition unit acquires a tilting angle and a tilting angular velocity of the ladle in the pouring operation,
The weight acquisition unit acquires the weight of the ladle in the pouring operation,
The ladle internal shape acquisition unit acquires data about the internal shape of the ladle,
The calculation unit calculates a pouring flow rate model representing a pouring state of the molten material based on the tilting angle, the weight, and the data about the internal shape , and the calculated pouring flow rate model and the An estimation system that calculates an estimated value of the amount of molten metal poured from the ladle by configuring an extended Kalman filter using a tilt angle, the tilt angular velocity, and the weight .
請求項1に記載の推定システムであって、
前記算出部は、前記溶融物の前記取鍋の出湯口の下端より上方に位置する部分の体積について、当該部分の垂直方向の高さおよび前記傾動角度のそれぞれに変化に対する変化量を算出し、前記注湯量の推定値を算出する、推定システム。
The estimation system according to claim 1,
The calculation unit calculates the amount of change in the volume of a portion of the melt located above the lower end of the tap outlet of the ladle, with respect to changes in the vertical height and the tilt angle of the portion, respectively, An estimation system that calculates an estimated value of the amount of poured molten metal.
請求項1または請求項2に記載の推定システムであって、
記憶部をさらに備え、
前記取鍋内部形状取得部は、前記記憶部に記憶されている前記取鍋の内部形状についてのデータを取得する、推定システム。
The estimation system according to claim 1 or 2,
Further equipped with a storage section,
The ladle internal shape acquisition unit is an estimation system that acquires data about the internal shape of the ladle stored in the storage unit.
請求項3に記載の推定システムであって、
前記取鍋の内部形状についてのデータを測定する測定装置をさらに備え、
前記取鍋内部形状取得部は、前記測定装置が測定した前記取鍋の内部形状についてデータを取得する、推定システム。
The estimation system according to claim 3,
further comprising a measuring device that measures data about the internal shape of the ladle,
The ladle internal shape acquisition unit is an estimation system that acquires data about the internal shape of the ladle measured by the measuring device.
請求項4に記載の推定システムであって、
前記記憶部は、前記測定装置が測定した前記取鍋の内部形状についてのデータを記憶する推定システム。
The estimation system according to claim 4,
The storage unit is an estimation system that stores data regarding the internal shape of the ladle measured by the measuring device.
請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の推定システムであって、
赤外線を検知可能な撮像部をさらに備え、
前記撮像部は、前記注湯作業において溶融物が鋳型に注入される位置を撮像する、推定システム。
The estimation system according to any one of claims 1 to 5,
It is further equipped with an imaging section capable of detecting infrared rays,
The imaging unit is an estimation system that images the position where the molten material is poured into the mold during the pouring operation.
請求項6に記載の推定システムであって、
前記撮像部は、前記取鍋の傾動方向における当該取鍋の前方と、平面視において前記傾動方向と垂直な方向である当該取鍋の側方とに配置される、推定システム。
The estimation system according to claim 6,
In the estimation system, the imaging unit is disposed in front of the ladle in the tilting direction of the ladle and on the side of the ladle in a direction perpendicular to the tilting direction in plan view.
請求項1~請求項7のいずれか1項に記載の推定システムであって、
評価部をさらに備え、
前記評価部は、基準としての注湯作業における前記推定値である基準値と、評価対象としての注湯作業における前記推定値とを比較して、前記評価対象としての注湯作業の評価を行う、推定システム。
The estimation system according to any one of claims 1 to 7,
Additionally equipped with an evaluation department,
The evaluation unit compares the reference value, which is the estimated value in the pouring work as a standard, with the estimated value in the pouring work as the evaluation target, and evaluates the pouring work as the target for evaluation. , Estimation System.
請求項8に記載の推定システムであって、
前記評価部は、前記基準値と前記推定値との相関係数を算出して前記評価を行う、推定システム。
The estimation system according to claim 8,
The estimation system is configured such that the evaluation unit performs the evaluation by calculating a correlation coefficient between the reference value and the estimated value.
請求項8に記載の推定システムであって、
前記評価部は、前記基準値と前記推定値との動的時間伸縮法を用いたマンハッタン距離を算出して前記評価を行う、推定システム。
The estimation system according to claim 8,
In the estimation system, the evaluation unit performs the evaluation by calculating a Manhattan distance between the reference value and the estimated value using a dynamic time warping method.
請求項8に記載の推定システムであって、
前記評価部は、前記基準値と前記推定値とのマンハッタン距離を算出して前記評価を行う、推定システム。
The estimation system according to claim 8,
The estimation system is configured such that the evaluation unit performs the evaluation by calculating a Manhattan distance between the reference value and the estimated value.
請求項8に記載の推定システムであって、
前記評価部は、前記基準値と前記推定値とのユークリッド距離を算出して前記評価を行う、推定システム。
The estimation system according to claim 8,
The estimation system is configured such that the evaluation unit performs the evaluation by calculating a Euclidean distance between the reference value and the estimated value.
取鍋を傾動させて溶融物を鋳型に注湯させる注湯作業における注湯状態の推定方法であって、
角度取得ステップと、重量取得ステップと、取鍋内部形状取得ステップと、算出ステップとを備え、
前記角度取得ステップでは、前記注湯作業における前記取鍋の傾動角度および傾動角速度を取得し、
前記重量取得ステップでは、前記注湯作業における前記取鍋の重量を取得し、
前記取鍋内部形状取得ステップでは、前記取鍋の内部形状についてのデータを取得し、
前記算出ステップでは、前記傾動角度と、前記重量と、前記内部形状についてのデータに基づいて前記溶融物の注湯状態を表す注湯流量モデルを算出し、算出した注湯流量モデルと、前記傾動角度と、前記傾斜角速度と、前記重量とを用いて拡張カルマンフィルタを構成することにより、前記取鍋から注湯される注湯量の推定値を算出する、推定方法。
A method for estimating a pouring state in a pouring operation in which a ladle is tilted to pour a molten material into a mold, the method comprising:
The method includes an angle acquisition step, a weight acquisition step, a ladle internal shape acquisition step, and a calculation step,
In the angle acquisition step, a tilting angle and a tilting angular velocity of the ladle in the pouring operation are acquired;
In the weight obtaining step, obtaining the weight of the ladle in the pouring operation,
In the ladle internal shape obtaining step, data regarding the internal shape of the ladle is obtained;
In the calculation step, a pouring flow rate model representing the pouring state of the molten material is calculated based on the tilting angle, the weight, and the data regarding the internal shape , and the calculated pouring flow rate model and the An estimation method that calculates an estimated value of the amount of molten metal poured from the ladle by configuring an extended Kalman filter using a tilt angle, the tilt angular velocity, and the weight .
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