JPH05309444A - 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時間的な重量変化に
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、
予め設定されてその時の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に従って振動を制御する。

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の周囲に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に
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
型の各所に適性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。

【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、上記
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
パターンを予めコントローラに設定し、この運転パター
ンに従って各軸の可変振動発生モータを駆動・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駆動する
と、可動テーブルは三次元方向に振動するが、このと
き、各軸の可変振動発生モータは上記コントローラで予
め設定されている運転パターンに従って運転が制御され
る。したがって、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、充填作業
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。１４は上記各軸の可変振動発生モータ９，１
０、１３を制御するコントローラである。

【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３６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】上記コントローラ１４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、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
めの上記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おり、たとえば可動テー
ブル３の重量変化に対しては、一例として図５に示すよ
うに、時間・加振力測定データによる運転パターンが用
いられ、また、消失性模型の形状や大きさに対しては、
一例として図６に示すように、時間・加振力測定データ
による運転パターンが用いられる。

【００１３】４２（４２Ｘ，４２Ｙ，４２Ｚ）は、上記
各軸のウェイト開き角度可変操作用のシリンダ３９（３
９Ｘ，３９Ｙ，３９Ｚ）を駆動制御するための油圧サー
ボ弁である。また、４３（４３Ｘ，４３Ｙ，４３Ｚ）
は、上記各軸の可変振動発生モータ９，１０，１３の振
動周波数を調整するインバータアンプである。

【００１４】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。

【００１５】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、この鋳物砂が最適な密度
に突き固められる。

【００１６】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。

【００１７】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、必要とする振動加速度が低下したりして所望の加振
力が得られなくなる。したがって、図５の運転パターン
に示すように、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の各方向につい
て、上記重量の変化に応じて必要とする加振力が得られ
るようにするために、上記各可変振動発生モータ９，１
０，１３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。

【００１８】振動周波数を変える場合は、所定の運転パ
ターンに応じて振動加速度が得られるように、インバー
タアンプ４３によりそれぞれの可変振動発生モータ９，
１０，１３のうちの所定のものの振動周波数が調整され
る。

【００１９】加振力を変える場合は、所定の運転パター
ンに従って油圧サーボ弁４２が働き、シリンダ３７，３
９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。
したがって、鋳物砂の充填によって可動テーブル３の重
量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。

【００２０】また、消失性模型の形状や大きさによって
は、コントローラ１４に図６に示すような運転パターン
が設定されるので、上記と同様に最適の振動加速度が得
られ、鋳物砂は消失性模型の形状に合った加振力で振動
されて該消失性模型の各個所に十分に充填されることに
なる。勿論、これら運転パターンは、消失性模型や鋳物
砂の特性に応じて試験を繰り返して適正な値を把握して
おくことにより、容易に得られるものである。

【００２１】

【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、可動テーブルを振動させる各軸の可変
振動発生モータを、予め設定されてその時の充填条件に
合った振動加速度を生起させる運転パターンに従ってプ
ログラム制御することにより、消失性模型の形状などに
関係なく鋳物砂を隅々まで適正、かつ、十分な密度で充
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】可動テーブルの重量変化に対応した各軸の可変
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。

【図６】消失性模型の形状や大きさに対応した各軸の可
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 コントローラ

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、上記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、この運転パターンに従って各軸の可変
   振動発生モータを駆動・制御することを特徴とする鋳物
   砂充填装置の制御方法。