JPS591047A - 鋳物砂調製装置の自動制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、砂の含水量および圧縮率を測定して、鋳物用
の砂を調製する装置の自動制御方法に関する。

粘土で固めた鋳物用の砂（鋳物砂）、すなわら鋳型を、
使用後、調製装置に戻して、砂を、妥当量の水、結合剤
（例えばベントナイト）、添加剤（例えば炭じん、デン
プン）、および新しい砂と再混合するのが通例である。

これは、鋳物川砂が均質になるように１種々の添加物の
割合を調整する九めである。しかし鋳物砂にかかるひず
み（例えば熱ひずみ、砂の減量）が９個々の特定の生産
計画に応じて変動するため。

性質が変動する。すなわら砂の特性が異なる使用済の砂
は、絶えず調製プラントに再循還される。

したがって、充分に機能する調製工程を設けるのは、古
い砂の変動を常時認識して、混合工程中に、変動分にみ
あう適宜量の添加剤を組み入れるためである。

混合前あるいはミキサ内の砂の含水量を測定し、好まし
くは、同時に温度も測定することは知られている。また
、混合開始時に、容量ベースでミキサ内の砂の含水量お
よび密度を測定する、複合測定方法も知られている。こ
れらの方法を用いることにより、事前に、すなわら混合
前または少なくとも混合開始時に測定できるので、混合
中は比較的簡単な要領で、砂の含水量全修正できる。

しかし、前行の含水量のみを測定する方法は、含水量だ
けを唯一の変量として測定し、古い砂のその他の変動ま
たは変量を考慮しないという欠点がある。次に挙げた複
合測定方式は、砂の含水量のみならず、その圧縮率およ
び変形度（堆積重量に関する）も考慮するが、砂の特性
が変わる場合は、計器を再調整しなくてはならないとい
う欠点を有しており、測定に手間どることは明白である
。

砂の圧縮率および／または変形度を、ミキサからサンプ
ルを採取して混合中に確認するか、あるいは混合後に行
う、その他の方法が知られている。

この方法では、砂の重要なある程度の特性の直接の測定
結果が得られるが、水を段階的に加えると共に、新たに
測定する前にいらいら添加しなくてはならないため、混
合中に加える水量を修正するに時間がかかるという欠点
を有している。

これまでの方法は全て、砂の圧縮率を確定できるとはい
え、その変化の原因をつきとめられないという欠点があ
る。

したがって、本発明の目的は、圧縮率変化の原因を確か
めこれらの原因を考慮して、調整できる方法を提供する
ことにある。

本発明によると、上記目的は以下の要領で達成される。

すなわら、砂の所定特性に対する所望値を、砂の圧縮率
および含水量に関して定め、第１段で圧縮率の実際値を
測定して、含水量を変えることにより、所望の圧縮率に
する。次に再チエツク措置として第２段で、圧縮率の実
際値を再測定し、得られた圧縮率と所望圧縮率との差を
、修正値として用いることにより、第１実際値を測定す
る第１測定段の直線状の調整線を修正する。このように
して、砂の測定圧縮率の変化に至る原因の示度を得ると
共に、自動制御回路を設けて、砂の性質を変える。

これは、検出した測定値の差を、修正因子として用いる
ことにより、第１測定段を調整する、実質的に、二段が
まえの簡単な測定段によって達成される。この要領で砂
の組成変化に即応して測定する。

第１測定段を、混合処理の最初に、−力筒２測定段を最
後にもってくることが特に望ましい。測定を終えて処理
段階にある砂の含水量が、途中で変化する可能性がある
からである。

現実に、砂の含水量を所望値に変えた後の最終的な実際
の含水量は、遅くとも本発明方法による第２次あるいは
第３次測定後は、所望値に近いことが判っている。従っ
て、通常は、第１バツチ操作の最初にある第１測定段で
、直線的修正線を調整する。一方、理論的に見て、第２
測定段が、混合処理の最終段階にあるため、検出される
差は、いずれも次のパッチに対してのみ作用する。また
砂の組成変化は、一般に急激ではなく、むしろ好期に認
識できる性質のものであるため、実際はこのやり方で、
充分な成果が得られた。

本発明の他の実施例では一１直線的修正線を、第１段で
所定の許容誤差範囲内で変え得る。

直線的測定線は、砂の特定特性（好ましぐはスラッジ含
量）に対する圧縮率と含水量との依存度を線で表わした
ものである。

この修正線は、砂の特性に応じて転位する。この許容誤
差範囲を規定しておき、この範囲を越える際に検出され
る差を用いて、三折の別々の上流で、混合物のその他の
個々の成分を添加するか、あるいはこれら成分に対して
設定された用量を修正するため、砂の成分あるいは特性
は所望値に戻るか、あるいは少なくとも許容誤差範囲内
に戻る。

本発明によると、修正線を転位する許容誤差範囲を砂の
スラッジ含量□によって決定することが望ましい。これ
は物理的事実であるが、本発明では、これが修正の目安
となる。すなわら、砂のスラッジ含量が特に重要なパラ
メータであることが判って訃り、仮に、これを自動的に
修正できたとすれば、所期の目的をほぼ達成したも同然
である。

上記のように、本発明によると、許容誤差範囲を越える
場合は、測定値を砂、゛添力ｄ剤等を送給の制御を行っ
ているコンピュータに送り、新しい砂。

添加剤等を加えられる点で特に有利である。演算装置を
用いる場合は、通常規定許容誤差範囲を設定し、試験値
として適当なレベルに定めるため、その範囲を越えない
のが普通である。しかし例外的な場合、および鋳物用砂
に異常な負荷がかかる場合は、用量を適宜に修正する必
要がある。本発明による測定方法は、上記のように、こ
れを自動的に制御できる。

本発明のその他の利点、特徴および用途は、添付図面を
参照した以下の説明から明らかになる。

砂の変形度は、堆積密度Ｃｋｇ／ｌ）または圧縮率（％
）に左右されるため、関係昔にとって非常に重要な値で
ある。第１図は、含水量（％）への圧縮率（％）の依存
度を示すグラフである。図中、修正線（Ｉｌは、スラッ
ジ含量が８％である場合、線（Ｉ）は１０％である場合
、および線（Ｉ［）は１２％である場合を示しており、
スラッジ含量の変化と共に線が転位することが判る。ナ
なわら、スラッジ含量が増すほど、多量の水を必要とす
る。砂のスラッジ含量が減少するにつれ曲線の勾配が急
になるというその他の資料は１本発明を理解する上で不
可欠なものではないので、ここでは考慮する必要かない
。

第２図は、本発明による測定値を説明する目的で、１本
の修正曲線を取り出してグラフに表わしたものである。

点（２）は、所望圧縮率（Ｃ１および含水量（Ｚ’Ｘ％
）に相当する、修正線上の所望値を示している。測定開
始時に、第１測定段（Ｉｌの修正線上に、実際値（ト）
が表われると、これは、実際圧縮率（Ｎおよび実際含水
量（Ｙ′）に相当する。

第４図に示すように、測定信号は、圧縮率測定段から、
線（２）を通って前記制御コンピュータに向う。コンピ
ュータは、第２図または第６図のグラフに基づく水分修
正で、値（Ｚ′）と（Ｙ′）との差として確認された、
必要な水分修正量を記憶している。この修正量を加える
と、理論上、実際値は、修正線上の所望値、（Ｚ）に達
する。

しかし砂には異なる負荷がかかるので、実際の条件はそ
れ程単純でも都合のよいものでもない。

スラッジ含量を、砂の特性の最も本質的な変化として選
出すると、第６図の＃（Ｉ）は線（ＩＩ）に転位する。

本発明による修正工程を、上記と同様のグラフを用いた
第３図に示す。線ｆＩｌ上には、所望値（Ｚｌが設定さ
れている。第１測定段でコンピュータに入力された校正
線（Ｉｌに、実測値（Ｙｌが測定されると、これは、圧
縮牢固および含水量（Ｙ′）に相当する。

コンピュータは１校正線（Ｉ）を正しい線として受理し
、値（Ｚ′）と（Ｙ′）との間の量を、修正含水量とし
て決定する。この含水量を加えると、この水を最終的に
鋳物用砂に混入するように、さらに混合処理される。混
合処理の終了時、あるいは物質がミキナから出ていく際
に、第２測定段で混合砂を再チェックする。再チェック
、すなわら第２測定段ＣＩ）で確認された値が、同様に
ｆＺ）にあると、修正する必要がないため、修正線は事
実上止しい線である。

しかし、実測値（３）が値（（イ）と異なると、砂のス
ラッジ含量が、例えば修正線（Ｉ）から（Ｉ）に変化し
て。

線が距離（Φだけ転位したことになる。こうして確認さ
れた転位値（ロ）を＃（１）から水分修正部に送り、こ
れを用いて、第１測定段（Ｉｌを実施する測定装置で、
修正線を距離（６）だけ転位できる。この方法により、
砂の組成を自由に制御し、かつその変化に対処すること
ができる。

第３図の例から、修正水量（ｚ’　−ｙ’　）を加える
と、再チェックの際に、所望値を示す、目標圧縮率（Ｑ
の代りに、値（Ｂｌを有する値（３）になることが判る
。

要するに、コンピュータが、測定段（Ｉ）で、誤った修
正水量を計算し、制御用コンピュータによる含水量修正
部（ＰＫ）を備える線（２）を介して、これを誤って評
価したことになる。

転位値四が確認され、装置が測定段＜１）で再調整され
る場合に限り、正しい修正水量が得られるため、最終測
定値（３）は所望値（Ｚ）と合致するようになり、所望
の圧縮率も実際値と等しくなる。

底部の修正線は、最少許容誤差（Ｔｍｉｎ）であり、頂
部の線は最大許容誤差（Ｔｍａｘ）である。すなわら、
鋳物砂のスラッジ含量の所定の許容誤差の限界である。

本発明による処理中に一方の限界を越えると、修正線は
この限界まで再調整される。これと同時に、相当する測
定値が１例えば、フィルタダストまたは新しい砂を添加
する制御用コンピュータに向う線（Ｉａ）　、あるいは
ベントナイトおよび炭じんを添加するための；ンピュー
タに向うａ（３）ｋ介して、投与装置に送られるが、こ
れは。

以下に説明するように、測定された圧縮強度に基づいて
行われる。このようにして、新しい砂、結合剤または添
加剤の量を、自動的に増減できる。

上記の再チェックは、砂の圧縮率、および圧縮強度また
は剪断強度を測定する装置で、都合よ〈実施できる。

第４図はコンベヤ；６）に載・つた、この種の圧縮強度
測定装置の概略図である。該装置が第２段（ＩＩ）で得
た値を、例えば線（３）を介して送給装置に送ると、ベ
ントナイト、および炭素あるいは添加剤の量が適宜に修
正される。制御用のコンピュータを用いることにより、
砂の測定強度に応じて、ベントナイトおよび添加剤の添
加量を容易に自動的に修正できると共に、新しい砂の添
加量の変化によって生ずる変動に対する付加修正が可能
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、スラッジ含量を変えた場合の、鋳物砂の圧縮
率と含水量との相関性を示すグラフである。 第２図は、実測値と所望値とを有する、直線的修正線の
グラフである。 第６図は、修正線の転位により得られた、許容誤差範囲
および許容差を示す第２図と同様のグラフである。訃よ
び 第４図は、本発明方法を実施する装置の概略図である。 （Ｉ）、　（ＩＩ）、　（ＩＩＩ）修正線、　　（Ｔｍ
ｉｎ）最少許容誤差線、（Ｔｍａ　ｘ　）最大許容誤差
線。 ｆＡ）実際圧縮率（第１段）、 （Ｂ）実際圧縮率（第２段）。 （Ｑ所望圧縮率、　　　　（３）実際値（第２段）、（
Ｙ）実際値（第１段）、（Ｚ）所望値、（Ｙ′）実際含
水量（第１段）、 （２′）所望含水量、（ｄ）転位値 （Ｆ’Ｋ）水分修正部、　　’　　（１ａ）’、　（２
）　、（３）線、（６）コンベヤ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）砂の含水量および圧縮率を測定する、鋳物砂調製
   装置の制御方法であって、 所定の砂特性に対する所望値（２）を、その圧縮率（Ｑ
   および含水量（２′）に関して規定する工程、第１段（
   Ｉ）で圧縮率（５）の実際値（Ｙｌ−測定し、含水量（
   Ｙ’からｚ’）を変えることにより、所望圧縮率（Ｑに
   する工程、 再チエツク手段として、第２段（ｎ）で圧縮率（Ｂ）の
   実際値（３）を再測定する工程、および最終的に確認さ
   れた圧縮率（Ｂ）と、所望圧縮値（ｃ′１との差（Ｂ−
   Ｃ’）　’ｋ、修正値（ロ）として用いることにより、
   第１実際値測定段（Ｉｌの直線的修正線を調整する工程
   から成ることを特徴とする鋳物砂調製装置の自動制御方
   法。
2. （２）第１測定段１１）ｋ、混合工程の最初に、および
   第２測定段（ＩＩ）を、混合工程の最後あるいは終了後
   にしたことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記
   載の方法。
3. （３）第１測定段（Ｉ）における修正線を、所定の許容
   誤差範囲（Ｔｍｉｎ乃至Ｔｍａｘ）内で転位できること
   を特徴とする特許請求の範囲第（１）項または第（２）
   項に記載の方法。
4. （４）修正線転位の許容誤差範囲を、砂のスラッジ含量
   によって決定することを特徴とする特許請求の範囲第（
   １）項乃至第（３）項の倒れかに記載の方法コ（５）許
   容誤差範囲（Ｔｍｉｎ乃至Ｔｍａｘ）を越える場合は、
   　ｍｌＪ定値を砂、添加剤等の送給を制御するコンピュ
   ータに送って、新しい砂および添加剤等を加えることを
   特徴とする特許請求の範囲第（１）項乃至第（４）項の
   何れかに記載の方法。