JPH10314925A - 自動注湯装置 - Google Patents
自動注湯装置Info
- Publication number
- JPH10314925A JPH10314925A JP12423997A JP12423997A JPH10314925A JP H10314925 A JPH10314925 A JP H10314925A JP 12423997 A JP12423997 A JP 12423997A JP 12423997 A JP12423997 A JP 12423997A JP H10314925 A JPH10314925 A JP H10314925A
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- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】斜め方向から湯口を撮像しているため、溶湯が
波打つと、波高まで撮像して湯面画像が安定しないた
め、安定に湯面高さを計測出来ない点である。 【解決手段】幅が底部から上方開口の湯口７ａに拡径し
たラッパ状カップ体からなり、湯口７ａを経て金属溶湯
４が自動注湯され、湯面高さＨａ…に応じて湯面表面積
ｆａ…を異ならせた鋳型７と、湯口７ａの略真上に配さ
れ、湯口７ａ全域を視野に収めて二次元的に撮像する湯
面高さ計測センサ８とを具備する。
波打つと、波高まで撮像して湯面画像が安定しないた
め、安定に湯面高さを計測出来ない点である。 【解決手段】幅が底部から上方開口の湯口７ａに拡径し
たラッパ状カップ体からなり、湯口７ａを経て金属溶湯
４が自動注湯され、湯面高さＨａ…に応じて湯面表面積
ｆａ…を異ならせた鋳型７と、湯口７ａの略真上に配さ
れ、湯口７ａ全域を視野に収めて二次元的に撮像する湯
面高さ計測センサ８とを具備する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は鋳造の自動注湯装置
に関し、詳しくは鋳型に自動注湯された金属溶湯の湯面
高さ計測手段に関するものである。
に関し、詳しくは鋳型に自動注湯された金属溶湯の湯面
高さ計測手段に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】鋳造は、鉄等の金属溶湯を貯溜した取鍋
と称する容器から鋳型に溶湯を注湯して行われる。その
際、鋳型内の湯面高さが低い場合、空気が鋳型に混入し
て巣が発生し、高い場合は、鋳肌を荒らし砂カミの原因
となり、鋳型内の湯面位置は鋳物の品質向上に大きく影
響を及ぼす。そのため、注湯の際、湯面高さを計測し、
鋳型内の湯面位置を決められた高さ、例えば約８分目を
目安として一定高さに保持しつつ注湯する必要があり、
その注湯装置の一例を図３を参照して次に示す。
と称する容器から鋳型に溶湯を注湯して行われる。その
際、鋳型内の湯面高さが低い場合、空気が鋳型に混入し
て巣が発生し、高い場合は、鋳肌を荒らし砂カミの原因
となり、鋳型内の湯面位置は鋳物の品質向上に大きく影
響を及ぼす。そのため、注湯の際、湯面高さを計測し、
鋳型内の湯面位置を決められた高さ、例えば約８分目を
目安として一定高さに保持しつつ注湯する必要があり、
その注湯装置の一例を図３を参照して次に示す。
【０００３】図において（１）は鋳型、（２）は取鍋、
（３）は注湯レベルセンサである。上記鋳型（１）は上
方開口の湯口（１ａ）を有する円筒状カップ体からな
る。取鍋（２）は内部に金属溶湯（４）を貯溜し、湯口
（１ａ）の斜め上方に上下傾動自在に配された容器で、
ハンドル等による傾動操作により注ぎ口（２ａ）を傾
け、湯口（１ａ）を経て鋳型（１）内に金属溶湯（４）
を自動注湯する。注湯レベルセンサ（３）は湯口（１
ａ）の斜め上方に配されたＣＣＤカメラ等の撮像手段
で、溶湯（４）の湯面形状を斜め上方から撮像して湯面
高さ（Ｈａ）（Ｈｂ）…を計測する。
（３）は注湯レベルセンサである。上記鋳型（１）は上
方開口の湯口（１ａ）を有する円筒状カップ体からな
る。取鍋（２）は内部に金属溶湯（４）を貯溜し、湯口
（１ａ）の斜め上方に上下傾動自在に配された容器で、
ハンドル等による傾動操作により注ぎ口（２ａ）を傾
け、湯口（１ａ）を経て鋳型（１）内に金属溶湯（４）
を自動注湯する。注湯レベルセンサ（３）は湯口（１
ａ）の斜め上方に配されたＣＣＤカメラ等の撮像手段
で、溶湯（４）の湯面形状を斜め上方から撮像して湯面
高さ（Ｈａ）（Ｈｂ）…を計測する。
【０００４】上記構成によれば、注湯レベルセンサ
（３）によって湯面形状を湯口（１ａ）の斜め上方から
撮像する。そうすると、湯面表面の一部が鋳型側壁によ
りレベルセンサ（３）の死角領域（Ａ）に入り、且つ、
その領域（Ａ）が湯面高さ（Ｈａ）（Ｈｂ）…に比例し
て変動する。そのため、レベルセンサ（３）による撮像
面（Ｆａ）（Ｆｂ）…の面積が湯面高さ（Ｈａ）（Ｈ
ｂ）…によって変動し、撮像面（Ｆａ）（Ｆｂ）…の湯
面画像から湯面高さ（Ｈａ）（Ｈｂ）…を判別出来る。
それによって湯面高さ（Ｈａ）（Ｈｂ）…を計測して、
決められた所望の高さに安定に保持しつつ注湯する。
（３）によって湯面形状を湯口（１ａ）の斜め上方から
撮像する。そうすると、湯面表面の一部が鋳型側壁によ
りレベルセンサ（３）の死角領域（Ａ）に入り、且つ、
その領域（Ａ）が湯面高さ（Ｈａ）（Ｈｂ）…に比例し
て変動する。そのため、レベルセンサ（３）による撮像
面（Ｆａ）（Ｆｂ）…の面積が湯面高さ（Ｈａ）（Ｈ
ｂ）…によって変動し、撮像面（Ｆａ）（Ｆｂ）…の湯
面画像から湯面高さ（Ｈａ）（Ｈｂ）…を判別出来る。
それによって湯面高さ（Ｈａ）（Ｈｂ）…を計測して、
決められた所望の高さに安定に保持しつつ注湯する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】解決しようとする課題
は、湯口（１ａ）の斜め方向から撮像面（Ｆａ）（Ｆ
ｂ）…を撮像しているため、溶湯（４）が波打つと、波
高まで撮像して湯面画像が安定しないため、安定に湯面
高さを計測出来ない点である。
は、湯口（１ａ）の斜め方向から撮像面（Ｆａ）（Ｆ
ｂ）…を撮像しているため、溶湯（４）が波打つと、波
高まで撮像して湯面画像が安定しないため、安定に湯面
高さを計測出来ない点である。
【０００６】本発明の目的は、湯面画像を安定させて湯
面高さを安定して計測出来る鋳造の自動注湯装置を提供
することである。
面高さを安定して計測出来る鋳造の自動注湯装置を提供
することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、幅が底部から
上方開口の湯口に拡径したラッパ状カップ体からなり、
取鍋から上記湯口を経て金属溶湯が自動注湯されると共
に、湯面高さに応じて湯面表面積を異ならせた鋳型と、
上記湯口の略真上に配され、湯口全域を視野に収めて二
次元的に撮像する湯面高さ計測センサとを具備し、上記
高さ計測センサによって撮像した湯面画像から湯面高さ
を計測することを特徴とする。
上方開口の湯口に拡径したラッパ状カップ体からなり、
取鍋から上記湯口を経て金属溶湯が自動注湯されると共
に、湯面高さに応じて湯面表面積を異ならせた鋳型と、
上記湯口の略真上に配され、湯口全域を視野に収めて二
次元的に撮像する湯面高さ計測センサとを具備し、上記
高さ計測センサによって撮像した湯面画像から湯面高さ
を計測することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明に係る鋳造の自動注湯装置
の実施の形態を図１及び図２を参照して以下に説明す
る。まず図１は本発明に係る自動注湯装置の部分断面側
面図を示し、図において（２）は従来と同じ金属溶湯収
納用取鍋、（７）は鋳型、（８）は高さ計測センサであ
る。上記鋳型（７）は上方開口の湯口（７ａ）及び傾斜
側壁（７ｂ）を有し、幅が底部から上方に拡径したラッ
パ状カップ体からなる。そこで、傾動により取鍋（２）
から湯口（７ａ）を経て鋳型（７）に金属溶湯（４）を
自動注湯すると、カップ幅が湯面高さ（Ｈａ）（Ｈｂ）
…に比例して変化するため、湯面高さ（Ｈａ）（Ｈｂ）
…に比例して湯面表面積（ｆａ）…が変動する。高さ計
測センサ（８）は湯口（７ａ）の略真上に配され、湯口
（７ａ）の全域を視野に収めたＣＣＤカメラ等の撮像手
段で、湯口全域を略真上から二次元的に撮像して湯面画
像を得る。
の実施の形態を図１及び図２を参照して以下に説明す
る。まず図１は本発明に係る自動注湯装置の部分断面側
面図を示し、図において（２）は従来と同じ金属溶湯収
納用取鍋、（７）は鋳型、（８）は高さ計測センサであ
る。上記鋳型（７）は上方開口の湯口（７ａ）及び傾斜
側壁（７ｂ）を有し、幅が底部から上方に拡径したラッ
パ状カップ体からなる。そこで、傾動により取鍋（２）
から湯口（７ａ）を経て鋳型（７）に金属溶湯（４）を
自動注湯すると、カップ幅が湯面高さ（Ｈａ）（Ｈｂ）
…に比例して変化するため、湯面高さ（Ｈａ）（Ｈｂ）
…に比例して湯面表面積（ｆａ）…が変動する。高さ計
測センサ（８）は湯口（７ａ）の略真上に配され、湯口
（７ａ）の全域を視野に収めたＣＣＤカメラ等の撮像手
段で、湯口全域を略真上から二次元的に撮像して湯面画
像を得る。
【０００９】ここで、図１及び図３に示すように、溶湯
（４）内にのろ（溶湯内黒色不純物）（５）があった
り、鋳型（７）に含まれるガスが引火して湯口（７ａ）
表面付近に炎（６）が生じた場合、その影響を受けて湯
面高さ（Ｈａ）（Ｈｂ）…に応じて湯面表面積（ｆａ）
…を正確に反映せず、湯面高さ計測が困難になる。そこ
で、一個の高さ計測センサ（８）を切り替えて正常な湯
面、炎（６）のある湯面、及びのろ（５）のある湯面を
取り込み、又は、外乱有と無に応じて専用カメラを配
し、例えば正常な湯面、炎（６）のある湯面、及びのろ
（５）のある湯面をそれぞれ３個のカメラで撮像する
か、又は２個のカメラで一個を切り替えて撮像しても良
い。
（４）内にのろ（溶湯内黒色不純物）（５）があった
り、鋳型（７）に含まれるガスが引火して湯口（７ａ）
表面付近に炎（６）が生じた場合、その影響を受けて湯
面高さ（Ｈａ）（Ｈｂ）…に応じて湯面表面積（ｆａ）
…を正確に反映せず、湯面高さ計測が困難になる。そこ
で、一個の高さ計測センサ（８）を切り替えて正常な湯
面、炎（６）のある湯面、及びのろ（５）のある湯面を
取り込み、又は、外乱有と無に応じて専用カメラを配
し、例えば正常な湯面、炎（６）のある湯面、及びのろ
（５）のある湯面をそれぞれ３個のカメラで撮像する
か、又は２個のカメラで一個を切り替えて撮像しても良
い。
【００１０】上記構成に基づき本発明の動作を次に説明
する。まず高さ計測センサ（８）により湯口表面全域の
湯面形状を二次元的に撮像して、図２（ａ）に示す湯面
画像（Ｐａ）を得たとする。そうすると、湯口（７ａ）
が二次元平面的に撮像されるため、湯面の波打ちが平均
化され、湯面画像（Ｐａ）に波高等の波打ち画像が現れ
ず、安定した撮像画像を得る。しかも、湯面高さ（Ｈ
ａ）…に比例して湯面表面積（ｆａ）…が変動し、湯面
が鋳型底部に下がる程、表面積が小さく、又、上方に上
がる程、表面積が大きくなる。そこで、高さ計測センサ
（８）による湯面画像（Ｐａ）の画像面積（Ｓａ）から
湯面高さ（Ｈａ）…を正確に計測出来る。
する。まず高さ計測センサ（８）により湯口表面全域の
湯面形状を二次元的に撮像して、図２（ａ）に示す湯面
画像（Ｐａ）を得たとする。そうすると、湯口（７ａ）
が二次元平面的に撮像されるため、湯面の波打ちが平均
化され、湯面画像（Ｐａ）に波高等の波打ち画像が現れ
ず、安定した撮像画像を得る。しかも、湯面高さ（Ｈ
ａ）…に比例して湯面表面積（ｆａ）…が変動し、湯面
が鋳型底部に下がる程、表面積が小さく、又、上方に上
がる程、表面積が大きくなる。そこで、高さ計測センサ
（８）による湯面画像（Ｐａ）の画像面積（Ｓａ）から
湯面高さ（Ｈａ）…を正確に計測出来る。
【００１１】ここで、上述したように、溶湯（４）内に
のろ（５）があったり、湯口表面付近に炎（６）が生じ
た場合、その影響を受けて湯面高さ（Ｈａ）（Ｈｂ）…
に応じて湯面表面積（ｆａ）…を正確に反映せず、湯面
高さ計測が困難になる。そこで、例えば、図２（ｂ）
（ｃ）に示すように、炎画像（Ｐｄ）を含む湯面画像
（Ｐｂ）及びのろ画像（Ｐｅ）を含む湯面画像（Ｐｃ）
を得た場合、各湯面画像（Ｐｂ）（Ｐｃ）を画像処理し
てのろ（５）や炎（６）の影響を排除して正確に湯面高
さ（Ｈａ）（Ｈｂ）…を計測する。
のろ（５）があったり、湯口表面付近に炎（６）が生じ
た場合、その影響を受けて湯面高さ（Ｈａ）（Ｈｂ）…
に応じて湯面表面積（ｆａ）…を正確に反映せず、湯面
高さ計測が困難になる。そこで、例えば、図２（ｂ）
（ｃ）に示すように、炎画像（Ｐｄ）を含む湯面画像
（Ｐｂ）及びのろ画像（Ｐｅ）を含む湯面画像（Ｐｃ）
を得た場合、各湯面画像（Ｐｂ）（Ｐｃ）を画像処理し
てのろ（５）や炎（６）の影響を排除して正確に湯面高
さ（Ｈａ）（Ｈｂ）…を計測する。
【００１２】即ち、まず炎（６）がある場合、図２
（ｄ）に示すように、湯口開口縁内だけを取り込む円ウ
ィンドウ（Ｗ）を湯面画像（Ｐｂ）にかけて画像処理し
た後、円ウィンドウ（Ｗ）内の画像面積（Ｓｂ）を計測
し、開口周囲の炎画像（Ｐｄ）を撮像画像として取り込
まない。次に、のろ（５）がある場合、図２（ｅ）に示
すように、湯面画像（Ｐｃ）からのろ画像（Ｐｅ）…を
除いた画像の重心を算出し、その重心を中心に湯面画像
（Ｐｃ）のＸＹ方向の平均画素数分だけＸＹ方向に線引
きし、同じ重心を持つ外接矩形（Ｐｓ）に変換して外接
矩形（Ｐｓ）の画像面積（Ｓｃ）を算出する。
（ｄ）に示すように、湯口開口縁内だけを取り込む円ウ
ィンドウ（Ｗ）を湯面画像（Ｐｂ）にかけて画像処理し
た後、円ウィンドウ（Ｗ）内の画像面積（Ｓｂ）を計測
し、開口周囲の炎画像（Ｐｄ）を撮像画像として取り込
まない。次に、のろ（５）がある場合、図２（ｅ）に示
すように、湯面画像（Ｐｃ）からのろ画像（Ｐｅ）…を
除いた画像の重心を算出し、その重心を中心に湯面画像
（Ｐｃ）のＸＹ方向の平均画素数分だけＸＹ方向に線引
きし、同じ重心を持つ外接矩形（Ｐｓ）に変換して外接
矩形（Ｐｓ）の画像面積（Ｓｃ）を算出する。
【００１３】次に、上記画像面積（Ｓａ）（Ｓｂ）（Ｓ
ｃ）からファジィ推論により湯面高さ（Ｈａ）…を判定
する。上記ファジィ推論は確率による判定手段により判
別するもので、まず図２（ｆ）に示すファジィの湯面高
さ用メンバーシップ関数（Ｍ）を作成する。上記メンバ
ーシップ関数（Ｍ）は画像面積（Ｓａ）（Ｓｂ）（Ｓ
ｃ）に対する湯面高さの確率分布を描いたもので、（Ｎ
ａ）（Ｎｂ）（Ｎｃ）（Ｎｄ）はそれぞれ正常画像（Ｐ
ａ）、のろのある画像（Ｐｃ）、炎のある画像（Ｐｂ）
及び湯こぼれ等の異常のある画像の各ファジィ集合を示
し、横軸は計測面積（Ｓ）、縦軸は湯面高さの目標値に
対する適合度（ｈ）を示す。
ｃ）からファジィ推論により湯面高さ（Ｈａ）…を判定
する。上記ファジィ推論は確率による判定手段により判
別するもので、まず図２（ｆ）に示すファジィの湯面高
さ用メンバーシップ関数（Ｍ）を作成する。上記メンバ
ーシップ関数（Ｍ）は画像面積（Ｓａ）（Ｓｂ）（Ｓ
ｃ）に対する湯面高さの確率分布を描いたもので、（Ｎ
ａ）（Ｎｂ）（Ｎｃ）（Ｎｄ）はそれぞれ正常画像（Ｐ
ａ）、のろのある画像（Ｐｃ）、炎のある画像（Ｐｂ）
及び湯こぼれ等の異常のある画像の各ファジィ集合を示
し、横軸は計測面積（Ｓ）、縦軸は湯面高さの目標値に
対する適合度（ｈ）を示す。
【００１４】例えば計測面積（Ｓ）として（Ｓｍ）を計
測したとすると、ファジィ集合（Ｎａ）（Ｎｂ）（Ｎ
ｃ）（Ｎｄ）における各適合度（ｈ）は（ｈa ）、０、
（ｈc）、０となり、h ａ＞h ｃとなって湯面画像は正
常画像の目標湯面高さに近付く。又、計測面積（Ｓ）と
して（Ｓn ）を計測したとすると、ファジィ集合（Ｎ
ａ）（Ｎｂ）（Ｎｃ）（Ｎｄ）における各適合度（h ）
は０、０、１、０となって湯面画像は炎のある画像の目
標湯面高さに適合している。
測したとすると、ファジィ集合（Ｎａ）（Ｎｂ）（Ｎ
ｃ）（Ｎｄ）における各適合度（ｈ）は（ｈa ）、０、
（ｈc）、０となり、h ａ＞h ｃとなって湯面画像は正
常画像の目標湯面高さに近付く。又、計測面積（Ｓ）と
して（Ｓn ）を計測したとすると、ファジィ集合（Ｎ
ａ）（Ｎｂ）（Ｎｃ）（Ｎｄ）における各適合度（h ）
は０、０、１、０となって湯面画像は炎のある画像の目
標湯面高さに適合している。
【００１５】これにより湯面高さを算出でき、又、のろ
や炎等の阻害要因、異常との区別も同時に行える。
や炎等の阻害要因、異常との区別も同時に行える。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、鋳造の自動注湯装置に
おいて、上方に拡径した鋳型に金属溶湯を自動注湯し、
略真上から湯口全域を二次元的に撮像して湯面表面積を
計測して湯面高さを算出したから、湯面画像が安定して
湯面高さ計測精度が大幅に向上し、注湯時の鋳物品質を
確保出来る。
おいて、上方に拡径した鋳型に金属溶湯を自動注湯し、
略真上から湯口全域を二次元的に撮像して湯面表面積を
計測して湯面高さを算出したから、湯面画像が安定して
湯面高さ計測精度が大幅に向上し、注湯時の鋳物品質を
確保出来る。
【図１】本発明に係る自動注湯装置の実施の形態を示す
部分断面側面図。
部分断面側面図。
【図２】（ａ）（ｂ）（ｃ）は本発明に係る高さ計測セ
ンサによって撮像した正常湯面、炎のある湯面、のろの
ある湯面の各撮像画像。（ｄ）（ｅ）は炎のある湯面画
像及びのろのある湯面画像の各処理画像。（ｆ）は本発
明に係るファジィ推論のメンバーシップ関数のグラフ。
ンサによって撮像した正常湯面、炎のある湯面、のろの
ある湯面の各撮像画像。（ｄ）（ｅ）は炎のある湯面画
像及びのろのある湯面画像の各処理画像。（ｆ）は本発
明に係るファジィ推論のメンバーシップ関数のグラフ。
【図３】従来の自動注湯装置の一例を示す部分断面側面
図。
図。
４ 溶湯 ７ 鋳型 ７ａ 湯口 ８ 高さ計測センサ ｆａ 湯面表面積 Ｈａ 湯面高さ
Claims (1)
- 【請求項１】幅が底部から上方開口の湯口に拡径したラ
ッパ状カップ体からなり、上記湯口を経て金属溶湯が自
動注湯されると共に、湯面高さに応じて湯面表面積を異
ならせた鋳型と、上記湯口の略真上に配され、湯口全域
を視野に収めて二次元的に撮像する湯面高さ計測センサ
とを具備し、上記高さ計測センサによって撮像した湯面
画像から湯面高さを計測することを特徴とする自動注湯
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12423997A JP3322823B2 (ja) | 1997-05-14 | 1997-05-14 | 自動注湯装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12423997A JP3322823B2 (ja) | 1997-05-14 | 1997-05-14 | 自動注湯装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10314925A true JPH10314925A (ja) | 1998-12-02 |
| JP3322823B2 JP3322823B2 (ja) | 2002-09-09 |
Family
ID=14880420
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12423997A Expired - Fee Related JP3322823B2 (ja) | 1997-05-14 | 1997-05-14 | 自動注湯装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3322823B2 (ja) |
-
1997
- 1997-05-14 JP JP12423997A patent/JP3322823B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3322823B2 (ja) | 2002-09-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20020614 |
|
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