JPH05309443A - 鋳物砂充填装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 消失性模型の形状や大きさに関係なく、鋳物
砂を隅々まで適正かつ十分に充填することができ、さら
に鋳物砂充填時の可動テーブルの重量変化に応じた最適
な振動加速度で鋳物砂を最適な密度に効率的に充填でき
るようにする。 【構成】 鋳物砂が充填される金枠４を載置した可動テ
ーブル３をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の各可変振動発生モー
タ９，１０，１３により三次元方向に振動させる際に、
可動テーブル３の各軸の振動加速度を計測し、その計測
された振動加速度をフィードバックして、その時の充填
条件に合わせて予め設定されている運転パターンとなる
ように上記各可変振動発生モータ９，１０，１３をコン
トロールする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、比較的粘性の小さい鋳
物砂を消失性模型の周囲に充填する際に用いられる鋳物
砂充填装置の制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、比較的粘性の小さい鋳物
砂（乾燥砂）を使用する消失性模型の鋳造法は、原理的
には造型が簡単であるが、実際には、鋳物砂で成形され
る鋳型の強度評価が問題となる。すなわち、鋳物砂の充
填状態に留意する必要がある。このため、比較的粘性の
小さい鋳物砂を消失性模型を充填させるための金枠を、
鋳物砂充填装置におけるＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の三次元
方向に振動可能な可動テーブルに載置し、Ｘ軸可変振動
発生モータ、Ｙ軸可変振動発生モータおよびＺ軸可変振
動発生モータにより上記可動テーブルにＸ軸、Ｙ軸およ
びＺ軸の三次元方向の振動を与えて最適な密度となるよ
うに鋳物砂を突き固めている。そして、振動を制御する
ために上記各軸の可変振動発生モータの振動周波数を変
更したりしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来構成
によれば、各軸の可変振動発生モータによる各軸の加振
力を一定にして金枠内の鋳物砂に振動を与えるだけで
は、消失性模型の形状、たとえば凹凸部や湾曲部のある
もの、あるいは大きさによっては、鋳物砂を隅々まで適
正密度に充填できない場合がある。

【０００４】さらに、振動を与えながら鋳物砂を金枠内
に投入・充填する場合には、鋳物砂の重量が時々刻々と
変化するので、たとえば振動周波数を一定にして振動を
行なっても、重量の時間的変化により振動加速度も低下
して必要な加振力が得られなくなる。したがって、上記
重量の増加に伴って各軸の可変振動発生モータの振動周
波数をたびたび調整しなければならない煩しさがある。

【０００５】本発明は上記のような従来の問題点を解決
するためになされたもので、消失性模型の形状、さらに
は鋳物砂の充填時の重量変化に応じて鋳物砂を消失性模
型の各所に適正な密度に充填することができ、しかも、
充填作業の効率化を図り得る鋳物砂充填装置の制御方法
を提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の鋳物砂充填装置の制御方法は、基台上に緩
衝材を介して配置されてＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の三次元
方向に振動可能な金枠載置用の可動テーブルと、この可
動テーブルの一側に一方向の振動だけを伝達するＸ軸振
動伝達装置を介して接続されて水平なＸ軸方向へ加振す
るＸ軸可変振動発生モータと、上記可動テーブルの他側
に一方向の振動だけを伝達するＹ軸振動伝達装置を介し
て接続されて水平なＹ軸方向へ加振するＹ軸可変振動発
生モータと、上記可動テーブルの下面に設けられて垂直
なＺ軸方向へ加振するＺ軸可変振動発生モータと、各軸
の可変振動発生モータの運転を制御するコントローラと
を備え、上記鋳物砂の充填条件に合った振動加速度を生
起させるための各軸の可変振動発生モータ毎の運転パタ
ーンを予め上記コントローラに設定し、その設定された
運転パターンに従っての各軸の可変振動発生モータの駆
動時に、上記可動テーブルに取り付けた加速度計により
可動テーブルの各軸毎の振動加速度を計測し、その計測
値データをフィードバックさせながら上記運転パターン
に従って各軸の可変振動発生モータの駆動を制御するよ
うにしたものである。

【０００７】

【作用】上記構成により、可動テーブルに載置された金
枠内に鋳物砂を充填しながらコントローラを介してＸ
軸、Ｙ軸およびＺ軸の各可変振動発生モータを予め設定
された運転パターンに従って駆動させると、可動テーブ
ルは三次元方向へ振動する。このような運転時におい
て、可動テーブルの振動加速度が振動加速度計により計
測され、その計測データがフィードバックされるので、
上記各軸の可変振動発生モータは上記コントローラで設
定されている運転パターンに追従するように運転が自動
制御される。したがって、上記消失性模型の形状や大き
さに応じて鋳物砂が各所に適正密度で充填され、さら
に、鋳物砂充填に伴う可動テーブルの重量変化に対して
振動周波数をたびたび変更しなくとも適正な充填が行な
われ、作業効率が高められる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面にもとづいて
説明する。図１および図２はそれぞれ本発明の一実施例
による鋳物砂充填装置の制御方法を適用する鋳物砂充填
装置を示す全体正面図および全体平面図である。

【０００９】図１および図２において、基台１には緩衝
材としてのスプリング２を介して可動テーブル３がＸ，
Ｙ，Ｚ軸の三次元方向に振動可能に設けられている。こ
の可動テーブル３は上部に金枠４を載置するもので、そ
の四隅には、金枠４を固定するためのクランプ５が設け
られている。

【００１０】上記可動テーブル３の一側には、可動テー
ブル３を水平方向のＸ軸方向へ振動させるための加振機
６が設けられており、また可動テーブル３の他側には、
該可動テーブル３を水平方向のＹ軸方向へ振動させるた
めの加振機７が設けられている。また、上記Ｘ軸加振機
６およびＹ軸加振機７は、スプリング８を介して三次元
のＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の何れの方向にも振動可能に設
けられている。また、Ｘ軸加振機６およびＹ軸加振機７
には、それぞれＸ軸可変振動発生モータ９およびＹ軸可
変振動発生モータ１０が装備されており、これらＸ軸可
変振動発生モータ９およびＹ軸可変振動発生モータ１０
は、それぞれ一方向の振動だけを伝達するＸ軸振動伝達
装置１１およびＹ軸振動伝達装置１２を介して可動テー
ブル３に接続されている。さらに、上記可動テーブル３
の下面には、該可動テーブル３を垂直方向のＺ軸方向へ
振動させるためのＺ軸可変振動発生モータ１３が設けら
れている。

【００１１】上記各可変振動発生モータ９，１０，１３
は振動周波数が任意に変えられるようにインバータモー
タが使用されており、さらに各モータ９，１０，１３に
は、その本体部に図３に示すようなアンバランスウェイ
ト開き角度の可変機構３１が備えられている。この機構
３１は、たとえば上記モータ軸の延長部３２に装着され
て互いに爪クラッチ３３，３４を介して係脱可能に係合
する１対の可動および固定アンバランスウェイト３５，
３６と、上記爪クラッチ３３，３４の入切操作用のシリ
ンダ３７と、爪クラッチ３３，３４の切状態で直線運動
を回転運動に換える機構３８を介して可動アンバランス
ウェイト３５を固定アンバランスウェイトに対して周方
向へ変位させるウェイト開き角度可変操作用のシリンダ
３９（３９Ｘ，３９Ｙ，３９Ｚ）とを備えている。

【００１２】上記可動テーブル３上には、上記Ｘ軸，Ｙ
軸およびＺ軸の各方向の振動加速度を計測する加速度計
１４（１４Ｘ，１４Ｙ，１４Ｚ）が取り付けられてい
る。１５は上記加速度計１４からの出力を受けてこれを
上記各可変振動発生モータ９，１０，１３に測定データ
としてフィードバックするコントローラである。

【００１３】上記コントローラ１５の構成を図４に示
す。図４において、４１は各軸のモータ９，１０，１３
に対する運転パターン設定器である。この運転パターン
設定器４１は、たとえばシーケンサからなり、その時の
鋳物砂充填条件、すなわち、消失性模型の形状や大きさ
ならびに鋳物砂投入時の可動テーブル３の重量変化に応
じた振動加速度を生起させるための各軸の可変振動発生
モータ９，１０，１３毎の運転パターンが予め設定され
ている。

【００１４】上記運転パターンとしては、たとえば図５
に示すように、時間に対する各軸の可変発生モータ９，
１０，１３毎の振動加速度の特性をプログラム化したも
のであり、このプログラムは、関数選択、時間選択およ
び出力値選択の各データを単一もしくは複数個設定して
運転前に予め運転パターン設定器４１にインプットされ
る。

【００１５】４２（４２Ｘ，４２Ｙ，４２Ｚ）は上記運
転パターン設定器４１からの各軸毎の出力をＤ／Ａ変換
するＤ／Ａ変換器、４３（４３Ｘ，４３Ｙ，４３Ｚ）は
各軸の運転パターンを基準に各軸の加速度計１４（１４
Ｘ，１４Ｙ，１４Ｚ）の各計測値をフィードバックさせ
て、それぞれ各軸のインバータアンプ４４（４４Ｘ，４
４Ｙ，４４Ｚ）に送出する比較器である。４５（４５
Ｘ、４５Ｙ，４５Ｚ）は前述したウェイト開き角度可変
操作用の各シリンダ３９（３９Ｘ，３９Ｙ，３９Ｚ）に
対する油圧サーボ弁、４６（４６Ｘ，４６Ｙ，４６Ｚ）
は各軸の運転パターンを基準に各軸の加速度計１４（１
４Ｘ，１４Ｙ，１４Ｚ）の各計測値をフィードバックさ
せて上記各油圧サーボ弁４５（４５Ｘ，４５Ｙ，４５
Ｚ）に送出する比較器である。

【００１６】つぎに、上記構成の鋳物砂充填装置の動作
について説明する。可動テーブル３の上部に金枠４を載
置し、クランプ５で金枠４を固定する。そして、金枠４
の内部に鋳物砂を適量投入し、突き固めて形成された床
上に消失性模型を配置し、消失性模型の周囲に鋳物砂を
充填する。

【００１７】この状態で、Ｘ軸可変振動発生モータ９，
Ｙ軸可変振動発生モータ１０およびＺ軸可変振動発生モ
ータ１３を選択的に駆動して可動テーブル３をＸ軸、Ｙ
軸およびＺ軸方向へ振動させる。これにより、鋳物砂に
も三次元的な振動が与えられて、その鋳物砂が最適な密
度に突き固められる。

【００１８】ところで、金枠４内に投入される鋳物砂の
総量は、模型の形状、大きさによって異なり、同じ金枠
４および模型を用いるときでも、床を形成する鋳物砂の
量によって総量が異なるので、金枠４の重量および金枠
４に充填される鋳物砂の重量に応じてＸ軸可変振動発生
モータ９、Ｙ軸可変振動発生モータ１０およびＺ軸可変
振動発生モータ１３の加振力および振動周波数の少なく
とも一方を調整する必要がある。

【００１９】上記可動テーブル３に対する振動は、鋳物
砂を金枠４にすべて投入した後に行なってもよいが、鋳
物砂の投入途中に行なう場合は、鋳物砂の重量が時々刻
々変化するので、たとえば振動周波数が一定のままで
は、最適な振動加速度を保持できなくなる。したがっ
て、この場合は、前述した可動テーブル３に設置した加
速度計１４による加速度の測定データをコントローラ１
５を介して可変振動発生モータ９，１０，１３にフィー
ドバックして最適の振動加速度に調整する。

【００２０】すなわち、運転パターン設定器４１で設定
された各軸の運転パターンの出力がＤ／Ａ変換された
後、この出力値を基準にしてその時の可動テーブル３の
各軸の加速度計測値１４がフィードバックされるので、
この時、上記各可変振動発生モータ９，１０，１３を構
成しているインバータモータの振動周波数を変えるか、
あるいは上記アンバランスウェイト３５，３６の開き角
度により加振力を変えるか、または、振動周波数および
加振力の両方を変えるかを選択する。

【００２１】振動周波数を変える場合は、各軸毎に運転
パターンの出力値を基にして加速度計測値がそれぞれフ
ィードバックされ、インバータアンプ４４によって各軸
の可変振動発生モータ９，１０，１３の振動周波数が調
整される。

【００２２】加振力を変える場合は、各軸毎に運転パタ
ーンの出力値を基にして加速度計測値がそれぞれフィー
ドバックされ、油圧サーボ弁４５が働き、シリンダ３
７，３９を駆動する。すなわち、シリンダ３７により、
爪クラッチ３３，３４を切り離した状態でシリンダ３９
により可動アンバランスウェイト３５を固定アンバラン
スウェイト３６に対して周方向へ回転させて開き角度を
変えることにより、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向におい
て、重量に応じて振動加速度が自動的に調整されること
になる。

【００２３】この結果、消失性模型に凹凸部などがあっ
ても、各個所に鋳物砂が充分な密度で充填されることに
なり、さらに、鋳物砂の充填によって可動テーブル３の
重量変化が時々刻々と変化するのに対応して振動周波数
などを頻繁に調整することなく、効率の良い鋳物砂の充
填が可能となる。

【００２４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、比較的
粘性の小さい鋳物砂をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の三次元方
向に振動可能な可動テーブルに載置した金枠に充填して
振動させる際に、上記可動テーブルの各軸の振動加速度
を計測し、予め設定されてその時の鋳物砂充填条件に合
った振動加速度を生起させる運転パターンを基にして上
記加速度計測値をフィードバックして可動テーブル振動
駆動用の各軸の可変振動発生モータを制御することによ
り、消失性模型の形状や大きさに応じて鋳物砂を適正か
つ十分な密度に充填できるとともに、鋳物砂充填時の可
動テーブルの重量変化に応じた最適な振動加速度で効率
的な充填を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による鋳物砂充填装置の制御
方法を適用した鋳物砂充填装置を示す全体正面図であ
る。

【図２】同実施例における鋳物砂充填装置を示す全体平
面図である。

【図３】同実施例における鋳物砂充填装置におけるアン
バランスウェイト開き角度機構の一例を示す図である。

【図４】同実施例における鋳物砂充填装置におけるコン
トローラの説明図である。

【図５】可変振動発生モータに対する運転パターンの一
例を示す図である。

【符号の説明】

１ 基台 ２ 緩衝材 ３ 可動テーブル ４ 金枠 ９ Ｘ軸可変振動発生モータ １０ Ｙ軸可変振動発生モータ １１ Ｘ軸振動伝達装置 １２ Ｙ軸振動伝達装置 １３ Ｚ軸可変振動発生モータ １４ 加速度計 １５ コントローラ

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【手続補正書】

【提出日】平成４年７月２４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基台上に緩衝材を介して設置されて、Ｘ
   軸、Ｙ軸およびＺ軸の三次元方向に振動可能な金枠載置
   用の可動テーブルと、この可動テーブルの一側に一方向
   の振動だけを伝達するＸ軸振動伝達装置を介して接続さ
   れて水平なＸ軸方向へ加振するＸ軸可変振動発生モータ
   と、上記可動テーブルの他側に一方向の振動だけを伝達
   するＹ軸振動伝達装置を介して接続されて水平なＹ軸方
   向へ加振するＹ軸可変振動発生モータと、上記可動テー
   ブルの下面に設けられて垂直なＺ軸方向へ加振するＺ軸
   可変振動発生モータと、各軸の可変振動発生モータの運
   転を制御するコントローラとを備え、上記鋳物砂の充填
   条件に合った振動加速度を生起させるための各軸の可変
   振動発生モータ毎の運転パターンを予め上記コントロー
   ラに設定し、その設定された運転パターンに従っての各
   軸の可変振動発生モータの駆動時に、上記可動テーブル
   に取り付けた加速度計により可動テーブルの各軸毎の振
   動加速度を計測し、その計測値データをフィードバック
   させながら上記運転パターンに従って各軸の可変振動発
   生モータの駆動を制御することを特徴とする鋳物砂充填
   装置の制御方法。