JPS5911378B2 - 鋳型製造装置 - Google Patents
鋳型製造装置Info
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- JPS5911378B2 JPS5911378B2 JP52109769A JP10976977A JPS5911378B2 JP S5911378 B2 JPS5911378 B2 JP S5911378B2 JP 52109769 A JP52109769 A JP 52109769A JP 10976977 A JP10976977 A JP 10976977A JP S5911378 B2 JPS5911378 B2 JP S5911378B2
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- JP
- Japan
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- sand
- binder
- mold
- dispensing
- control
- Prior art date
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- Expired
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C5/00—Machines or devices specially designed for dressing or handling the mould material so far as specially adapted for that purpose
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Casting Devices For Molds (AREA)
- Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Mold Materials And Core Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、新規且つ改良された鋳型製造装置に関し、特
に本発明は従来の生砂製造型で一般に用いられている従
来の天然材料のバインダー(結合剤)ではない触媒式可
塑性樹脂材料のバインダーを用いるノーベーク(no−
b・ke)式として知られる新規な方法を利用する鋳型
製造装置に関するものである。
に本発明は従来の生砂製造型で一般に用いられている従
来の天然材料のバインダー(結合剤)ではない触媒式可
塑性樹脂材料のバインダーを用いるノーベーク(no−
b・ke)式として知られる新規な方法を利用する鋳型
製造装置に関するものである。
最も一般的で且つ経済的な金属成形法は、溶融金属を予
め作られた鋳型とよばれるキャビテイー(空どう)内に
注入し、その中で凝固させる方法である。
め作られた鋳型とよばれるキャビテイー(空どう)内に
注入し、その中で凝固させる方法である。
凝固後、鋳型を開いて鋳物を鋳型から取り出しすなわち
たたき出して次の加工へ送り、鋳型はこの間にこわされ
る。
たたき出して次の加工へ送り、鋳型はこの間にこわされ
る。
鋳型キャビテイー内に注入される液体すなわち溶融物の
特性は各鋳物の形状.によって変化するので、鋳型キャ
ビティーを作るのに用いる鋳型材料も極めて大きく変化
する。
特性は各鋳物の形状.によって変化するので、鋳型キャ
ビティーを作るのに用いる鋳型材料も極めて大きく変化
する。
今日、最も一般に用いられている鋳型材料はケイ砂で、
このケイ砂粒子は各種の結合剤で所定鋳型強度になるよ
うに結合される。
このケイ砂粒子は各種の結合剤で所定鋳型強度になるよ
うに結合される。
金属鋳物の成形に最も広く用いられている生砂造型法で
は、結合剤が粘土(クレー)と、水と、ベントナイトに
よって構成され、シリカ砂とバインダーはその両者が均
一な鋳型形成用混合物になるまで各種の装置で処理され
る。
は、結合剤が粘土(クレー)と、水と、ベントナイトに
よって構成され、シリカ砂とバインダーはその両者が均
一な鋳型形成用混合物になるまで各種の装置で処理され
る。
次いで、この混合物をパターン上に散布して堆積させ、
このパターンを取除いてキャピテイーを作ることにより
鋳型キャビテイーが形成される。
このパターンを取除いてキャピテイーを作ることにより
鋳型キャビテイーが形成される。
砂一バインダー混合物が高品質の鋳物を得るため有効に
使用されるにはこの混合物は多くの特性を有していなけ
ればならない。
使用されるにはこの混合物は多くの特性を有していなけ
ればならない。
この鋳型形成材料は、キャビティーとパターンの輪郭を
容易にみたすために十分な流動性をもっていなければな
らない。
容易にみたすために十分な流動性をもっていなければな
らない。
またこの材料は、パターンが取出されてできた空所に金
属材料が注入される間、キャビテイー形状を維持できる
だけの生強度を有していなげればならない。
属材料が注入される間、キャビテイー形状を維持できる
だけの生強度を有していなげればならない。
さらにこの材料は溶融金属を鋳型キャビティー内に高温
で収容し且つ溶融金属が鋳型キャビテイー内に流入して
冷却する際に生じるガスを逃す時にも十分な寸法精度を
有するような高温強度を持っていなげればならない。
で収容し且つ溶融金属が鋳型キャビテイー内に流入して
冷却する際に生じるガスを逃す時にも十分な寸法精度を
有するような高温強度を持っていなげればならない。
鋳物の冷却後は簡単に破壊できて、最終鋳物が容易に取
出せる、すなわち1′たたき出せる”ものでなければな
らない。
出せる、すなわち1′たたき出せる”ものでなければな
らない。
経済上の理由で、使用済み鋳型材料は最少の精製や処理
で別の鋳型造型操作のときに再使用できるものでなげれ
ばならない。
で別の鋳型造型操作のときに再使用できるものでなげれ
ばならない。
これらの要求のいくつかは互いに矛盾しており、例えば
、寸法精度を良くするために鋳型の高温強度を大きくす
ると鋳型は破壊に対して強くなり過ぎ、鋳造操作が終り
鋳物が冷却された後での1゛たたき出し″操作が困難に
なる。
、寸法精度を良くするために鋳型の高温強度を大きくす
ると鋳型は破壊に対して強くなり過ぎ、鋳造操作が終り
鋳物が冷却された後での1゛たたき出し″操作が困難に
なる。
さらに、高温強度を出すために多量のバインダーを入れ
ると、鋳型材料の再生が困難になり、経済的でない。
ると、鋳型材料の再生が困難になり、経済的でない。
こうした矛盾のために、一般には全ての望ましい特性は
達成できないとして妥協した特性の鋳型材料が作られて
いる。
達成できないとして妥協した特性の鋳型材料が作られて
いる。
これと同じ問題はケイ砂と一緒にバインダーとして触媒
式可塑性樹脂材料を用いる最新式の′゛ノーベーク″造
型法においても存在する。
式可塑性樹脂材料を用いる最新式の′゛ノーベーク″造
型法においても存在する。
この″ノーベーグ′法では鋳型強度は大きくなるが、可
塑性樹脂バインダーの価格が高いためかなり高価なもの
となる。
塑性樹脂バインダーの価格が高いためかなり高価なもの
となる。
また、 ″たたき出し″操作が困難になり、この材料は
一般には経済的に再利用することはできない。
一般には経済的に再利用することはできない。
さらに、この1′ノーベーク”法の鋳型では造型時に生
じた熱ガスが容易に逃げることができないことがあり、
そのため鋳物に巣ができる。
じた熱ガスが容易に逃げることができないことがあり、
そのため鋳物に巣ができる。
また、゛ノーベーク”造型法に用いられる分配装置は、
触媒を砂と樹脂の混合物に添加すると混合物は直ちに硬
化してしまうため、詰まったり、他の問題が生じる。
触媒を砂と樹脂の混合物に添加すると混合物は直ちに硬
化してしまうため、詰まったり、他の問題が生じる。
従来の生砂造型法では、鋳型に要求される各特性を妥協
させるために一定比率で砂とバインダーとをバッチまた
は連続的に混合していた。
させるために一定比率で砂とバインダーとをバッチまた
は連続的に混合していた。
混合が終った材料は鋳枠内のパターンの囲りに散布され
、それからパターンが鋳型から外される。
、それからパターンが鋳型から外される。
一般には完全な鋳型キャビティーを形成するためにコー
プとドラッグとよばれる一対の鋳型枠が組合わされる。
プとドラッグとよばれる一対の鋳型枠が組合わされる。
鋳型砂混合物の特性は所定の作業に対して通常に一定に
されるので、鋳型の或る部分は実際に必要とする以上の
量のバインダーを含むことになる。
されるので、鋳型の或る部分は実際に必要とする以上の
量のバインダーを含むことになる。
そのため、当然ながらたたき出し操作が困難になり、同
一鋳型砂を鋳物取出し後に再使用するのが困難になる。
一鋳型砂を鋳物取出し後に再使用するのが困難になる。
従来法では異る強度特性を異る鋳型部分に与えるために
砂とバインダーの混合化を変えるのが複雑であったため
、一般に均一な混合物を作り、それだけを用いていた。
砂とバインダーの混合化を変えるのが複雑であったため
、一般に均一な混合物を作り、それだけを用いていた。
そのため、生砂鋳物には種々の問題点が生じている。
ノーベーク造型法では、樹脂の硬化が起るまでの作業時
間は比較的短いために、単に少量の砂とバインダーを一
時に混合する。
間は比較的短いために、単に少量の砂とバインダーを一
時に混合する。
樹脂に触媒を入れたら、材料を直ちに鋳枠内に入れて鋳
型ができない前に材料が硬化してしまわないようにする
。
型ができない前に材料が硬化してしまわないようにする
。
一般にパターンの全表面は砂と樹脂材料の比が比較的一
定の砂一樹脂混合物(触媒入り)で覆われる。
定の砂一樹脂混合物(触媒入り)で覆われる。
従って、鋳型強度がそれほど要求されない場合では過剰
な樹脂はムダになり経済問題およびたたき出し問題が生
じる。
な樹脂はムダになり経済問題およびたたき出し問題が生
じる。
また、鋳型全体に多量の樹脂材料が入っているので、鋳
造中にバインダー中の有機材料が完全に酸化されること
はなく、そのため、鋳造中に蒸気とげむりが発生し、操
作者に有害であると同時に大気汚染の原因となる。
造中にバインダー中の有機材料が完全に酸化されること
はなく、そのため、鋳造中に蒸気とげむりが発生し、操
作者に有害であると同時に大気汚染の原因となる。
従って本発明の目的は、注文された鋳型を製造するため
の新規且つ改良された装置を提供することにある。
の新規且つ改良された装置を提供することにある。
特に、従来法の前記欠点を無くすような特色を有する新
規且つ改良された装置を提供するものである。
規且つ改良された装置を提供するものである。
本発明の他の目的は、砂とバインダーとの混合物で構成
される鋳型材料の層をパターンと分配器との相対運動に
よって分配器とパターンとの相対位置に応じて自動的且
つ選択的に制御された砂とバインダーとの比率で鋳型形
成用パターン上に散布するような新規且つ改良されたプ
ログラム制御による注文鋳型を製造する装置を提供する
ことにある。
される鋳型材料の層をパターンと分配器との相対運動に
よって分配器とパターンとの相対位置に応じて自動的且
つ選択的に制御された砂とバインダーとの比率で鋳型形
成用パターン上に散布するような新規且つ改良されたプ
ログラム制御による注文鋳型を製造する装置を提供する
ことにある。
すなわち、鋳型内の大きな応力の生じるパターン区域で
は砂に多量のバインダーすなわち樹脂を混合し、鋳型強
度の要求されない他の区域では用いるバインダーすなわ
ち樹脂量を少なくする。
は砂に多量のバインダーすなわち樹脂を混合し、鋳型強
度の要求されない他の区域では用いるバインダーすなわ
ち樹脂量を少なくする。
これによって鋳型製造工程でのコストが低減し経済的に
なる。
なる。
本発明の他の目的は、パターン表面上に配置される鋳型
材料の層の厚さを自動制御し、パターン面上の特定位置
で要求される強度に応じて鋳型形成パターン上の各点で
上記層の厚さを変えることができるような新規且つ改良
されプログラム制御される鋳型製造装置を提供すること
にある。
材料の層の厚さを自動制御し、パターン面上の特定位置
で要求される強度に応じて鋳型形成パターン上の各点で
上記層の厚さを変えることができるような新規且つ改良
されプログラム制御される鋳型製造装置を提供すること
にある。
本発明の他の目的は、鋳型砂とバインダー゜との比率を
鋳型キャビテイー形成用のパターンの表面上に鋳型混合
物を散布する位置に応じて変え且つ選択的に制御するよ
うにした新規且つ改良された装置を提供することにある
。
鋳型キャビテイー形成用のパターンの表面上に鋳型混合
物を散布する位置に応じて変え且つ選択的に制御するよ
うにした新規且つ改良された装置を提供することにある
。
本発明の他の目的は鋳型材料分配器と鋳型形成パターン
との間の相対運動並びに特定の位置に分配される砂とバ
インダーとの比率を選択的且つ可変に制御するようなプ
ログラム制御されたテープ系またはドラム制御系を備え
た新規且つ改良された装置を提供することにある。
との間の相対運動並びに特定の位置に分配される砂とバ
インダーとの比率を選択的且つ可変に制御するようなプ
ログラム制御されたテープ系またはドラム制御系を備え
た新規且つ改良された装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、鋳型材料分配装置と鋳型形成用パ
ターンとの相対位置が複数の座標系で自動制御され、鋳
型材料の散布層の厚さも自動制御されるような新規且つ
改良された装置を提供することにある。
ターンとの相対位置が複数の座標系で自動制御され、鋳
型材料の散布層の厚さも自動制御されるような新規且つ
改良された装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、鋳型材料分配装置が固定された鋳
型形成パターン面に対して相対移動するかその逆である
ような新規且つ改良された装置を提供することにある。
型形成パターン面に対して相対移動するかその逆である
ような新規且つ改良された装置を提供することにある。
本発明の他の目的jま、鋳造物の表面を改良し且つ突き
出し操作後に鋳型材料が鋳物に付着する量を少なくする
ための湿り剤を含んだ鋳型材料の内側層と、内側層の囲
りの湿り剤を含まない一連の層とを有する新規且つ改良
された鋳型を提供することにある。
出し操作後に鋳型材料が鋳物に付着する量を少なくする
ための湿り剤を含んだ鋳型材料の内側層と、内側層の囲
りの湿り剤を含まない一連の層とを有する新規且つ改良
された鋳型を提供することにある。
本発明の他の目的は、実質的に全てのバインダーがキャ
ビテイーに注入された溶融材料からの熱によって酸化さ
れるような厚さを有する砂と有機バインダーとの混合物
によって鋳型キャビテイーを形成する内側第1層と、砂
と無機バインダーとの混合物によって構成される内側第
1層の囲りの一連の層を有する新規且つ改良された鋳型
を提供することにある。
ビテイーに注入された溶融材料からの熱によって酸化さ
れるような厚さを有する砂と有機バインダーとの混合物
によって鋳型キャビテイーを形成する内側第1層と、砂
と無機バインダーとの混合物によって構成される内側第
1層の囲りの一連の層を有する新規且つ改良された鋳型
を提供することにある。
本発明の他の目的は砂と未硬化樹脂バインダーとを混合
する第1部分と触媒をこの砂一未硬化バインダーと混合
する第2部分とを含む鋳型材料用の新規且つ改良された
連続混合器を提供することにある。
する第1部分と触媒をこの砂一未硬化バインダーと混合
する第2部分とを含む鋳型材料用の新規且つ改良された
連続混合器を提供することにある。
本発明の他の目的は、混合器の第1および第2部分の間
の流れを制御する制御可能な計算板を含むような前記目
的の新規且つ改良された連続混合器を提供することにあ
る。
の流れを制御する制御可能な計算板を含むような前記目
的の新規且つ改良された連続混合器を提供することにあ
る。
本発明の他の目的は、パターン上に自動的に散布される
一連の鋳型材料の層が異なる有機または無機バインダー
を有していて、たたき出しと混合材料の再生を容易にし
且つ鋳造工程での発煙を最少にした新規且つ改良された
装置を提供することにある。
一連の鋳型材料の層が異なる有機または無機バインダー
を有していて、たたき出しと混合材料の再生を容易にし
且つ鋳造工程での発煙を最少にした新規且つ改良された
装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、鋳型を高精度で且つ反覆可能に作
ることのできるプログラム制御された装置を有するよう
な新規且つ改良された鋳型製造装置を提供することにあ
る。
ることのできるプログラム制御された装置を有するよう
な新規且つ改良された鋳型製造装置を提供することにあ
る。
上記およびその他の本発明の目的および利点は鋳枠内に
置かれた鋳型形成用パターンの表面上に一連の鋳型材料
層を混合散布する分配器を設けることによって達成され
る。
置かれた鋳型形成用パターンの表面上に一連の鋳型材料
層を混合散布する分配器を設けることによって達成され
る。
この分配器とパターンとの間に制御された相対運動を行
なわせ且つ鋳造面上の特定の位置における鋳型キャビテ
イーに必要な鋳型強度に応じて分配器からパターン上に
散布される砂とバインダーとの比率を変える装置を含む
自動制御系が設けられている。
なわせ且つ鋳造面上の特定の位置における鋳型キャビテ
イーに必要な鋳型強度に応じて分配器からパターン上に
散布される砂とバインダーとの比率を変える装置を含む
自動制御系が設けられている。
この自動制御系はフオレスタ達の米国特許第30696
08号に示された型式にすることができ、この制御系で
は制御テープにデジタル表示で複数の座標系に於ける所
望の運動量に対応する一連のブロック情報を与える。
08号に示された型式にすることができ、この制御系で
は制御テープにデジタル表示で複数の座標系に於ける所
望の運動量に対応する一連のブロック情報を与える。
この制御系の詳細はこの特許を参照されたい。
簡単に言うと、この制御系では、クロツク発振器によっ
て生じる一連のパルスかりニャインターポレーターに送
られ、このリニャインターポレーターはテープから読み
取った数値指令に応答して制御された各軸に対して別々
のパルス流を送る。
て生じる一連のパルスかりニャインターポレーターに送
られ、このリニャインターポレーターはテープから読み
取った数値指令に応答して制御された各軸に対して別々
のパルス流を送る。
各軸に対するパルス流は均一な時間間隔を有し、各軸に
おける所望の移動を量的に表わしている。
おける所望の移動を量的に表わしている。
これらのパルス流は各軸における移動を制御して空間に
所望の通路が与えられる。
所望の通路が与えられる。
彎曲経路がほしい時には、所望精度で所望曲線に近似し
た一連の互いに接近した直線部分をプログラミングする
ことによって達成できる。
た一連の互いに接近した直線部分をプログラミングする
ことによって達成できる。
本発明の混合兼分配装置は特にノーベーク型の方式に用
いるのに適していて、混合室へ樹脂と触媒を制御された
量で別々に供給する機構を含んでいる。
いるのに適していて、混合室へ樹脂と触媒を制御された
量で別々に供給する機構を含んでいる。
このため、混合室に供給される砂の容積を絶えず測定し
、その測定値を制御テープまたはドラムから得られる比
率数と組合せて各瞬間において混合室に供給される樹脂
の量を制御する。
、その測定値を制御テープまたはドラムから得られる比
率数と組合せて各瞬間において混合室に供給される樹脂
の量を制御する。
同様な機構によって各瞬間において混合室へ供給される
触媒量を制御する。
触媒量を制御する。
分配装置には垂直に配置された自吸式混合室内で砂と、
樹脂と、触媒とを混合する装置が設けられており、混合
装置が砂一樹脂一触媒混合物の硬化によって詰まること
がないように触媒が導入される点より前方で砂と樹脂混
合物の供給を遮断する装置が設けられている。
樹脂と、触媒とを混合する装置が設けられており、混合
装置が砂一樹脂一触媒混合物の硬化によって詰まること
がないように触媒が導入される点より前方で砂と樹脂混
合物の供給を遮断する装置が設けられている。
制御系はさらに分配器からパターン上に堆積した成形用
混合物の層の厚さを自動制御する。
混合物の層の厚さを自動制御する。
層厚制御はシステム制御テープまたはドラムから得られ
る供給速度数によって行うことができ、この場合、各区
域における混合ヘッドの移動速度を変えることによって
パターン上の別の位置での層厚を変えることができる。
る供給速度数によって行うことができ、この場合、各区
域における混合ヘッドの移動速度を変えることによって
パターン上の別の位置での層厚を変えることができる。
逆に、自動匍脂系のりニャインタポレータ一部分に制御
パルスを送るクロツクの周波数を手動調節することによ
ってパターン上を通過するたびごとにその最初に混合ヘ
ッドの速度を制御することもできる。
パルスを送るクロツクの周波数を手動調節することによ
ってパターン上を通過するたびごとにその最初に混合ヘ
ッドの速度を制御することもできる。
以下、本発明の理解を助けるために、添付図面を用いて
詳細忙説明する。
詳細忙説明する。
第1〜5図を参照すると、ここには本発明の特徴を備え
た新規且つ改良されたプログラム制御される注文型製造
装置10が示されている。
た新規且つ改良されたプログラム制御される注文型製造
装置10が示されている。
概念的に示した第1図からわかるよラに、この造型機和
は所定断面の型材料の流れを固定または可動のプラテン
16上に取付けた鋳型枠14内に下向きに放出する可動
混合分配ヘッド12を含んでいる。
は所定断面の型材料の流れを固定または可動のプラテン
16上に取付けた鋳型枠14内に下向きに放出する可動
混合分配ヘッド12を含んでいる。
選択的に制御された可変の特性および厚さをもった成形
材料20a ,20b ,20cの連続層を形成するよ
うに鋳型枠内に堆積する成形材料20に成形空洞を作る
ため、鋳物の形状をした鋳型空洞形成用パターン18が
鋳型枠内に配置され、前記成形材料は、パターンの表面
上に堆積して鋳型枠をみたし、遂には所望のレベルに達
する。
材料20a ,20b ,20cの連続層を形成するよ
うに鋳型枠内に堆積する成形材料20に成形空洞を作る
ため、鋳物の形状をした鋳型空洞形成用パターン18が
鋳型枠内に配置され、前記成形材料は、パターンの表面
上に堆積して鋳型枠をみたし、遂には所望のレベルに達
する。
分配ヘッド12とパターン18との間の相対運動は以下
で詳細に説明する本発明の自動制御系によって行なわれ
て、互いに直角な2つの水平軸線t1X”とttY 1
Fと垂直軸線ttZ”の座標上で分配ヘッドが正確に制
御された状態で運動することによって、パターン表面上
に一連の材料層を配置することにより鋳型枠が満される
。
で詳細に説明する本発明の自動制御系によって行なわれ
て、互いに直角な2つの水平軸線t1X”とttY 1
Fと垂直軸線ttZ”の座標上で分配ヘッドが正確に制
御された状態で運動することによって、パターン表面上
に一連の材料層を配置することにより鋳型枠が満される
。
この場合、分配ヘッド12はパターン上に所望厚さの層
を配置する任意の方法で鋳型枠14上を移動することが
できる。
を配置する任意の方法で鋳型枠14上を移動することが
できる。
例えば、分配ヘッド12は、それから放出される鋳型材
料の流れの巾によって決定される値だけ隔った平行軌道
内で鋳型枠14を横切って前後運動してパターンに均一
な厚さの層を形成する、また、分配ヘッドは垂直軸線t
′z”に沿って上下に移動するように制御可能であり、
それによって分配ヘッドの下端出口から鋳型パターン1
8の表面までの移動距離を可変に選択、制御できるよう
になっている。
料の流れの巾によって決定される値だけ隔った平行軌道
内で鋳型枠14を横切って前後運動してパターンに均一
な厚さの層を形成する、また、分配ヘッドは垂直軸線t
′z”に沿って上下に移動するように制御可能であり、
それによって分配ヘッドの下端出口から鋳型パターン1
8の表面までの移動距離を可変に選択、制御できるよう
になっている。
さらに、軌道の1つに沿った分配ヘッドの運動速度は、
以下で詳細に説明するように選択的に変えることができ
る。
以下で詳細に説明するように選択的に変えることができ
る。
次に第2.2A,28.2C図を参照すると、分配ヘッ
ド12には一般に円筒状の混合室22を含み、この混合
室22は円錐台形の上端部24とパターン18上に鋳型
材料を分配するための放出出口28を構成する下方開口
端を有する拡大下端部26とを有 ている。
ド12には一般に円筒状の混合室22を含み、この混合
室22は円錐台形の上端部24とパターン18上に鋳型
材料を分配するための放出出口28を構成する下方開口
端を有する拡大下端部26とを有 ている。
この混合ヘッドには複数の軸受32によって支持された
垂直ローターシャフト30が設けられており、このシャ
フト30は混合ヘッド上端のVベルト34を介して電気
モーター36によって駆動される。
垂直ローターシャフト30が設けられており、このシャ
フト30は混合ヘッド上端のVベルト34を介して電気
モーター36によって駆動される。
鋳型材料であるケイ砂は第2図に示すように分配器の円
錐台形上端部24の入口開口40と連通したホツパ一部
分38内に供給される。
錐台形上端部24の入口開口40と連通したホツパ一部
分38内に供給される。
この砂は無端ベルトコンベヤ42によって供給される。
このベルトコンベヤはVベルト46を介して電気モータ
ー44によって駆動される。
ー44によって駆動される。
このモーターは混合ヘッドへの砂の流速が選択的に制御
、変更できるような電気的速度制御装置を備えた型式の
ものである。
、変更できるような電気的速度制御装置を備えた型式の
ものである。
また、分配ヘッド上のモーター36は、混合ヘッド内の
ローターシャフト30の速度が選択的に制御され且つ必
要に応じて変化できるとともにコンベヤベルト42によ
って混合室内に供給されるケイ砂の流速すなわち流量と
一致できるような電気式速度制御装置を含んだ型式のも
のである。
ローターシャフト30の速度が選択的に制御され且つ必
要に応じて変化できるとともにコンベヤベルト42によ
って混合室内に供給されるケイ砂の流速すなわち流量と
一致できるような電気式速度制御装置を含んだ型式のも
のである。
混合室22の中間レベルにおいて、ローターシャフト3
0には、複数の高さにおいて長さの異る複数の放射状混
合エレメント48(第2A図)が設けられており、これ
らの混合エレメントは混合室内における砂の流下落度を
遅らせて砂が可塑性樹脂バインダーと混合させる時間の
間砂を保持するようになっている。
0には、複数の高さにおいて長さの異る複数の放射状混
合エレメント48(第2A図)が設けられており、これ
らの混合エレメントは混合室内における砂の流下落度を
遅らせて砂が可塑性樹脂バインダーと混合させる時間の
間砂を保持するようになっている。
フルフリルアルコールのような未硬化の可塑性樹脂バイ
ンダーは1つまたは複数の樹脂噴射ノズル50かも混合
室の上側レベル内に導入される。
ンダーは1つまたは複数の樹脂噴射ノズル50かも混合
室の上側レベル内に導入される。
これらのノズルは樹脂を小さな液滴にして噴射して混合
エレメント48によって旋回しながら混合室内を下方へ
流れる砂と均一に混合する。
エレメント48によって旋回しながら混合室内を下方へ
流れる砂と均一に混合する。
樹脂と砂が完全に混合された後、混合物は混合室の下側
部分へと流入し、そこで樹脂を硬化するための触媒が導
入される。
部分へと流入し、そこで樹脂を硬化するための触媒が導
入される。
触媒は拡大部分26のすぐ上のレベルに設けられた1つ
または複数の噴射ノズル54から導入される。
または複数の噴射ノズル54から導入される。
触媒が樹脂と砂の混合物と混合されると樹脂が硬化を開
始するので迅速且つ均一な混合が望ましい。
始するので迅速且つ均一な混合が望ましい。
そのため、下側拡大室26の触媒噴射ノズル54のすぐ
下のローターシャフトにはファン状の混合エレメント5
6が取付けられている。
下のローターシャフトにはファン状の混合エレメント5
6が取付けられている。
このファン状混合エレメント56にはローターシャフト
30上のカラーにヒンジ結合゜された複数の互いに隔て
られたインペラーが含まれる。
30上のカラーにヒンジ結合゜された複数の互いに隔て
られたインペラーが含まれる。
これらのインペラーは砂と樹脂の混合物を混合室の拡大
部分26の壁面へ向って外向きに飛げとばし砂一樹脂混
合物内の触媒を完全に拡散させるヘラの役目をする。
部分26の壁面へ向って外向きに飛げとばし砂一樹脂混
合物内の触媒を完全に拡散させるヘラの役目をする。
混合物の下降運動はインペラーの傾斜面によって加速さ
れ、触媒が加えられた樹脂と砂との完全混合物が下向き
の流れとなって下方の鋳型枠14内の鋳型パターン18
の表面上に放出される。
れ、触媒が加えられた樹脂と砂との完全混合物が下向き
の流れとなって下方の鋳型枠14内の鋳型パターン18
の表面上に放出される。
必要な場合には、砂と触媒添加済み樹脂の混合物を放出
開口28を介して外向きにさらに強力に放出させて鋳型
枠内のパターン18の表面上の所定軌道をより均一に被
うようにするために、ローターシャフト30の下端の近
くに補助的な投砂ブレード58を取付けることもできる
。
開口28を介して外向きにさらに強力に放出させて鋳型
枠内のパターン18の表面上の所定軌道をより均一に被
うようにするために、ローターシャフト30の下端の近
くに補助的な投砂ブレード58を取付けることもできる
。
正しい混合作用を行なわせ且つ所定の材料流を維持する
ように混合室22の上部内に砂一バインダー混合物を収
容しておくために、混合室22を横切る孔明き円板51
が設けられており、この円板51の中心にはシャフト3
0用の穴53が形成されている。
ように混合室22の上部内に砂一バインダー混合物を収
容しておくために、混合室22を横切る孔明き円板51
が設けられており、この円板51の中心にはシャフト3
0用の穴53が形成されている。
円板51上にはそれと協働作動する孔明き計量板すなわ
ち円板52が設けられており、この円板52は固定円板
51に対して回転自在になっていて、この計量円板52
が回転することによってその対応する孔が閉じたり開い
たりする。
ち円板52が設けられており、この円板52は固定円板
51に対して回転自在になっていて、この計量円板52
が回転することによってその対応する孔が閉じたり開い
たりする。
そのために、円板52のアーム52aが混合室22の壁
に形成されたスリット55を介して外にのびており、こ
のアーム52aに設けられた歯車部分57はピニオン歯
車57によって駆動されて、円板52を円板51に対し
て回転するようになっている。
に形成されたスリット55を介して外にのびており、こ
のアーム52aに設けられた歯車部分57はピニオン歯
車57によって駆動されて、円板52を円板51に対し
て回転するようになっている。
次に、円板52の運動を制御する機構を詳細に説明する
。
。
なお、計量円板52は噴射ノズル54の上方すなわち触
媒が砂一バインダー混合物内に導入される位置より上方
に配置されているという点に注意されたい。
媒が砂一バインダー混合物内に導入される位置より上方
に配置されているという点に注意されたい。
従って、この装置の使用を中断したい時には、円板52
を遮断して砂一バインダー混合物が触媒が導入される区
域内へ流下するのが防止できる。
を遮断して砂一バインダー混合物が触媒が導入される区
域内へ流下するのが防止できる。
装置の運転を停止すると、孔明き円板52より下の触媒
を含んだ砂一バインダー混合物はヘッド12の下部26
から落下し、上記混合物が混合室内に残らないから、残
った混合物の硬化によって混合室22が閉塞されること
がない。
を含んだ砂一バインダー混合物はヘッド12の下部26
から落下し、上記混合物が混合室内に残らないから、残
った混合物の硬化によって混合室22が閉塞されること
がない。
分配ヘッド12と鋳型枠14内に収容された鋳型形成用
パターンとの間の相対運動を制御するために、分配ヘッ
ドは一対の平行案内レール60上をX−X軸線に沿って
ころがり移動するフレーム72上に取付けられている。
パターンとの間の相対運動を制御するために、分配ヘッ
ドは一対の平行案内レール60上をX−X軸線に沿って
ころがり移動するフレーム72上に取付けられている。
案内レール60は水平軸線X−Xに対して直角な水平軸
線Y−Y上を横方向に移動可能な矩形フレームすなわち
キャリツジ62上に載置されている。
線Y−Y上を横方向に移動可能な矩形フレームすなわち
キャリツジ62上に載置されている。
キャリツジ62は第5図に示すように車軸66に取付け
られたローラ対64を有し、これらのローラ64は鋳型
枠とパターンを支持している台座160両側に配置され
た互いに隔てられたトラニオンベース70上に設けられ
た一対の細長い平行軌道68上に載置されている。
られたローラ対64を有し、これらのローラ64は鋳型
枠とパターンを支持している台座160両側に配置され
た互いに隔てられたトラニオンベース70上に設けられ
た一対の細長い平行軌道68上に載置されている。
分配ヘッド12はフレーム72上を2−2軸線に沿って
垂直移動するように支持されていて、その下端出口28
と鋳型形成用パターン18の上側表面との間の間隔すな
わち距離が所望の値になるように選択的に調節できるよ
うになっている。
垂直移動するように支持されていて、その下端出口28
と鋳型形成用パターン18の上側表面との間の間隔すな
わち距離が所望の値になるように選択的に調節できるよ
うになっている。
フレーム72には車軸76に取付けられた複数のローラ
74が取付けられており、これらのローラ74はキャリ
ツジ62のレール60上に載置されている。
74が取付けられており、これらのローラ74はキャリ
ツジ62のレール60上に載置されている。
水平軸線X−Xに対してキャリツジ62上で分配ヘッド
12の相対位置を制御するために、少なくとも1つのロ
ーラ車軸76を適当な駆動列80を介してこの車軸に結
合されているX軸用サーボモーター78によって駆動す
る。
12の相対位置を制御するために、少なくとも1つのロ
ーラ車軸76を適当な駆動列80を介してこの車軸に結
合されているX軸用サーボモーター78によって駆動す
る。
また、Y軸におけるパターン18に対する分配ヘッドの
位置決めは適当な駆動列84を介して1つまたは複数の
駆動車軸66に連結されたサーボモーター82によって
選択自在巨つ変更自在に制御できる。
位置決めは適当な駆動列84を介して1つまたは複数の
駆動車軸66に連結されたサーボモーター82によって
選択自在巨つ変更自在に制御できる。
サーボモーター82はキャリツジ62をY−Y軸線と平
行なレール68に沿って前後に移動させ、サーボモータ
ー78はフレーム72をX−X軸線に平行なキャリツジ
のレール60に沿って移動させる。
行なレール68に沿って前後に移動させ、サーボモータ
ー78はフレーム72をX−X軸線に平行なキャリツジ
のレール60に沿って移動させる。
混合ヘッド12は第5図に示すように・ネジ88とブラ
ケット90によって混合室22とフレーム72を駆動連
結しているサーボモータ86によって2−2軸線に対し
て垂直方向に移動される。
ケット90によって混合室22とフレーム72を駆動連
結しているサーボモータ86によって2−2軸線に対し
て垂直方向に移動される。
以上の説明から、各サーボモータ78.82.86は混
合ヘッド12を鋳型形成用パターン18上で正確な位置
に且つ選択された制御可能な移動速度で移動させるため
の正確な駆動力を出すことができるようになっていると
いうことは理解できよう。
合ヘッド12を鋳型形成用パターン18上で正確な位置
に且つ選択された制御可能な移動速度で移動させるため
の正確な駆動力を出すことができるようになっていると
いうことは理解できよう。
鋳型材料であるケイ砂はホッパ−92からコンベヤベル
ト42上に供給される。
ト42上に供給される。
すなわち砂はホツパーの下側出口からその下のベルト上
κ直接放出される。
κ直接放出される。
ホッパ−92はキャリツジ62と一緒に動く直立部材9
4に支持されている。
4に支持されている。
液体樹脂は容積型樹脂ポンプ98の出力側に結合された
可撓性樹脂供給ライン96(第3図)を介して樹脂入口
ノズル5001つに供給される。
可撓性樹脂供給ライン96(第3図)を介して樹脂入口
ノズル5001つに供給される。
樹脂はタンク用供給ライン102を介して樹脂貯蔵タン
ク100からポンプへと供給される。
ク100からポンプへと供給される。
また、触媒は可変容積型触媒ポンプ106の出力側に結
合されている可撓性触媒供給ライン104を介して触媒
噴射ノズル5401つへ供給される。
合されている可撓性触媒供給ライン104を介して触媒
噴射ノズル5401つへ供給される。
触媒ポンプへは第3図に示す供給ライン110を介して
貯蔵器108から触媒が送られる。
貯蔵器108から触媒が送られる。
樹脂用および触媒用貯蔵タンクはキャリツジ62と一緒
に移動するように取付けても、装置の近くの静止位置に
設置してもよい。
に移動するように取付けても、装置の近くの静止位置に
設置してもよい。
樹脂用および触媒用供給ライン96,102,104,
110は全て混合ヘッド12と相対運動できるように可
撓性のラインである。
110は全て混合ヘッド12と相対運動できるように可
撓性のラインである。
本発明では、鋳型形成用パターン18に対する混合ヘッ
ド12の相対運動は、米国特許第3069608号に記
載されている型式の数値制御装置によって制御される。
ド12の相対運動は、米国特許第3069608号に記
載されている型式の数値制御装置によって制御される。
この数値制御装置は樹脂ポンプ98と触媒ポンプ108
の制御および鋳型枠14内に鋳型材料を層状に散布する
ため混合室22を通る鋳型材料の流れの制御と整合され
ている。
の制御および鋳型枠14内に鋳型材料を層状に散布する
ため混合室22を通る鋳型材料の流れの制御と整合され
ている。
特に、この自動制御システムには第8図に示すようなバ
ンテテープ等の適当な制御媒体から生ずる一連の情報ブ
ロックを読み取るテープリーダー112(第7図)を含
んでいる。
ンテテープ等の適当な制御媒体から生ずる一連の情報ブ
ロックを読み取るテープリーダー112(第7図)を含
んでいる。
このテープリーダー112の出力は緩衝記憶レジスター
114へ送られ、次の情報ブロックがテープ113から
読み出されると、緩衝レジスター114に記憶されてい
た情報が送り出されてアクティブ貯蔵レジスター116
内に貯蔵される。
114へ送られ、次の情報ブロックがテープ113から
読み出されると、緩衝レジスター114に記憶されてい
た情報が送り出されてアクティブ貯蔵レジスター116
内に貯蔵される。
一般に、前記の数値制御システムには、テープリーダー
、パンチテープおよび種々のレジスターが含まれている
。
、パンチテープおよび種々のレジスターが含まれている
。
テープ113上の各情報ブロックにはx,y,Z軸にお
ける所望の移動量に対応する一連の数値表示と、各軸線
における所望の移動方向に対応する数値表示が含まれる
。
ける所望の移動量に対応する一連の数値表示と、各軸線
における所望の移動方向に対応する数値表示が含まれる
。
さらに、各情報ブロックには混合ヘッドが所定距離を移
動する時間の間に混合室へ流入する樹脂の所望の体積又
は流れに対応する数値表示と、混合室22への触媒の所
望の流れ又は体積に対応する数値表示とが含まれる。
動する時間の間に混合室へ流入する樹脂の所望の体積又
は流れに対応する数値表示と、混合室22への触媒の所
望の流れ又は体積に対応する数値表示とが含まれる。
さらに、テープ113に各軸線x,y,zにおける分配
ヘッド12の速度に対応する数値表示を含むことができ
る。
ヘッド12の速度に対応する数値表示を含むことができ
る。
パンチテープ113にはさらに以下で詳細に説明するよ
うにヘッド12への鋳型材料の供給に関する情報も含む
ことができる。
うにヘッド12への鋳型材料の供給に関する情報も含む
ことができる。
通常2進化10進法でアクティブ貯蔵レジスター116
内に貯蔵される数値表示は、クロック発振器120かも
一連のクロツクパルスを受けるリニアインターポレータ
118へと送られる。
内に貯蔵される数値表示は、クロック発振器120かも
一連のクロツクパルスを受けるリニアインターポレータ
118へと送られる。
このリニアインタポレータは各軸線x,y,zに対応す
るその出力ライン122,124,126上の指令パル
スの別々の流れを作ることによってアクティブレジスタ
ー116からリニアインタポレータに供給される数値応
答する。
るその出力ライン122,124,126上の指令パル
スの別々の流れを作ることによってアクティブレジスタ
ー116からリニアインタポレータに供給される数値応
答する。
特に、このリニアインタポレータは各出力ライン122
上に指令パルス流を出す。
上に指令パルス流を出す。
この各指令パルス流はX軸での所定移動量に対応し、こ
れらの指令パルスは時間的に等間隔に離されていて、X
軸における移動距離の量を表わす。
れらの指令パルスは時間的に等間隔に離されていて、X
軸における移動距離の量を表わす。
また、ライン1 24 . 1 26上の分離パルス流
はYおよびZ軸線での移動距離(対応する。
はYおよびZ軸線での移動距離(対応する。
ライン122,124,126上の指令パルスはX,Y
,Z軸用のパルスーコードーアナログサーボ機構1 2
8 , 1 30 , 1 32へと送られる。
,Z軸用のパルスーコードーアナログサーボ機構1 2
8 , 1 30 , 1 32へと送られる。
米国特許第3069608号に詳細に説明されているよ
うに、これらのパルスーコードーアナログ機構の各々に
は指令パルスが1つの入力に送られる逆転可能な2進化
カウンター(米国特許における加算レジスター140に
対応)と、この加算レジスターのコード化されたエラー
出力をアナログ信号に変換するデコーダーと、出力シン
クロを駆動する増幅兼サーボモーター、シクロシャフト
に機械的に結合されたポジションエンコーダー、このポ
ジションエンコーダーの運動を一連の応答ハルスに変換
し、この応答パルスを加算レジスターに戻し、その内部
で作られるカウントから指令パルスヲ減算スるためのポ
ジションコードコンバーターとが含まれる。
うに、これらのパルスーコードーアナログ機構の各々に
は指令パルスが1つの入力に送られる逆転可能な2進化
カウンター(米国特許における加算レジスター140に
対応)と、この加算レジスターのコード化されたエラー
出力をアナログ信号に変換するデコーダーと、出力シン
クロを駆動する増幅兼サーボモーター、シクロシャフト
に機械的に結合されたポジションエンコーダー、このポ
ジションエンコーダーの運動を一連の応答ハルスに変換
し、この応答パルスを加算レジスターに戻し、その内部
で作られるカウントから指令パルスヲ減算スるためのポ
ジションコードコンバーターとが含まれる。
パルスコードーアナログーサーボ機構のシンクロ出力は
各制御車軸用駆動サーボモーターを制御するために用い
られる。
各制御車軸用駆動サーボモーターを制御するために用い
られる。
すなわち、このパルスコードーアナログ機構128はX
軸サーボモーター78の運動を制御し、パルスコードー
アナログ機構130はY軸サーボモーターの運動を制御
し、パルスコードーアナログ機構132は2軸サーボモ
ーター86の運動を制御する。
軸サーボモーター78の運動を制御し、パルスコードー
アナログ機構130はY軸サーボモーターの運動を制御
し、パルスコードーアナログ機構132は2軸サーボモ
ーター86の運動を制御する。
指令パルスはこれ以外の型式の装置によって各軸線にお
ける混合室22の運動を制御するようにすることもでき
る。
ける混合室22の運動を制御するようにすることもでき
る。
例えば、適当な緩衝増幅器を介して指令パルスによって
X.Y,Z軸用のステップモーターを直接制御するよう
にしたオープンループ型のシステムを分配ヘッド12の
運動ヲ制御するため用いることは当業者が容易にできる
ことである。
X.Y,Z軸用のステップモーターを直接制御するよう
にしたオープンループ型のシステムを分配ヘッド12の
運動ヲ制御するため用いることは当業者が容易にできる
ことである。
分配ヘッド12の運動およびこの分配ヘッドによって作
られる鋳型用砂の砂一バインダー比率の変化を制御する
ための数値情報がパンテテープ113に貯蔵されている
場合を考れると、テープ113上の各情報ブロックには
テープリーダー112によって順次読み取られ且つ緩衝
貯蔵レジスター114内に貯蔵される一連の情報横列が
含まれるという点に注意されたい。
られる鋳型用砂の砂一バインダー比率の変化を制御する
ための数値情報がパンテテープ113に貯蔵されている
場合を考れると、テープ113上の各情報ブロックには
テープリーダー112によって順次読み取られ且つ緩衝
貯蔵レジスター114内に貯蔵される一連の情報横列が
含まれるという点に注意されたい。
第8図の実施例では、各情報列はスプロケット孔134
の右の3つのビツドとスプロケット孔134の左の5つ
のビットとによって構成されている。
の右の3つのビツドとスプロケット孔134の左の5つ
のビットとによって構成されている。
テープ113上の2進化情報の各横列によって示される
量は、テープの右側端の直ぐ横に示してある。
量は、テープの右側端の直ぐ横に示してある。
すなわち、テープ113の各ブロックの第1列の情報は
x.y,z軸における一連の2進コード化された移動距
離と聯動方向とを示しているということは理解できよう
。
x.y,z軸における一連の2進コード化された移動距
離と聯動方向とを示しているということは理解できよう
。
なお、x,y,z軸での所望の移動量は、磁気テープあ
るいはパンチカードのような他の任意の方法でも表示で
きるということは当業者には理解できよう。
るいはパンチカードのような他の任意の方法でも表示で
きるということは当業者には理解できよう。
x,y,z軸情報に続いて、第8図にサブブロック13
6として示した一連の情報横列がテーブ113上に設け
られている。
6として示した一連の情報横列がテーブ113上に設け
られている。
このサブブロック136の情報の第1列は、x,y,z
軸情報で与えられる移動時間中の樹脂流の所望体積に関
する一連の列であり、サブプロ,ツク136におけるこ
の一連の列は以下で詳細に説明するように樹脂流を制御
するのに用いられる所望の数値指令信号または設定位置
信号を構成している。
軸情報で与えられる移動時間中の樹脂流の所望体積に関
する一連の列であり、サブプロ,ツク136におけるこ
の一連の列は以下で詳細に説明するように樹脂流を制御
するのに用いられる所望の数値指令信号または設定位置
信号を構成している。
この樹脂流ブロック136の直ぐ後ろでテープ113上
に横列の第2ブロック138が設けられ、これは触媒流
量に関する情報ブロックで、このブロックの最後の3列
が所望触媒流に対応する数値指令または設定位置値を与
える。
に横列の第2ブロック138が設けられ、これは触媒流
量に関する情報ブロックで、このブロックの最後の3列
が所望触媒流に対応する数値指令または設定位置値を与
える。
触媒流情報に続いてテープ113上に設けられたサブブ
ロック140にはx,y,z軸における所望の最大速度
すなわち供給量に関する情報を示す横列が含まれ、この
サブブロック140の情報の次の3列によって分配ヘッ
ド12の運動を制御するのに用いる速度用数値が与えら
れる。
ロック140にはx,y,z軸における所望の最大速度
すなわち供給量に関する情報を示す横列が含まれ、この
サブブロック140の情報の次の3列によって分配ヘッ
ド12の運動を制御するのに用いる速度用数値が与えら
れる。
サブブロック1400次には以下で詳細に説明するよう
に砂一バインダー混合物に酸化鉄を添加するためのon
−off情報を与える一列の情報列がある。
に砂一バインダー混合物に酸化鉄を添加するためのon
−off情報を与える一列の情報列がある。
テープ113の最後の情報列は分配ヘッド12がx,y
,z軸上を所定距離移動し終るまで情報の読み取りを停
止させるようにテープリーダー112を制御するブロッ
ク信号の最後の情報である。
,z軸上を所定距離移動し終るまで情報の読み取りを停
止させるようにテープリーダー112を制御するブロッ
ク信号の最後の情報である。
リニアインタポレータ−118はクロツク発振器120
かも供給されるクロックパルスによって順次螺旋状に制
御される一連の分割ステージによって構成されている。
かも供給されるクロックパルスによって順次螺旋状に制
御される一連の分割ステージによって構成されている。
このリニャインタポレーター118の最後の分割ステー
ジがリセットされると、ライン142を介してテープリ
ーダー112に制御信号が供給され、テープリーダー1
12がテープ113から次の情報ブロックを読むのが可
能になる。
ジがリセットされると、ライン142を介してテープリ
ーダー112に制御信号が供給され、テープリーダー1
12がテープ113から次の情報ブロックを読むのが可
能になる。
各情報ブロックは緩衝貯蔵レジスター114に自動的に
貯蔵され、アクティブレジスター116に貯蔵された情
報はりニャインタポレータ−118によって利用されて
指令パルスが出されるので、米国特許第3069608
号に詳細に記載されているようにテープ113かもの情
報読み取りが不連続であっても分配ヘッド112は連続
運動する。
貯蔵され、アクティブレジスター116に貯蔵された情
報はりニャインタポレータ−118によって利用されて
指令パルスが出されるので、米国特許第3069608
号に詳細に記載されているようにテープ113かもの情
報読み取りが不連続であっても分配ヘッド112は連続
運動する。
樹脂流および触媒流などに関するテープ113上の数値
情報を混合室12の操作制御に用いる場合、この数値情
報は分配ヘッド12への樹脂および触媒の流れを制御し
且つ計量板52を調節する通常のプロセス制御系と同様
な制御系へ送られる。
情報を混合室12の操作制御に用いる場合、この数値情
報は分配ヘッド12への樹脂および触媒の流れを制御し
且つ計量板52を調節する通常のプロセス制御系と同様
な制御系へ送られる。
特に、アクティブ貯蔵レジスター116内に貯蔵された
数値情報は多重チャンネル式デジタルーアナログ変換器
144へと送られる。
数値情報は多重チャンネル式デジタルーアナログ変換器
144へと送られる。
変換器144の各テヤンネルにはテープ113上の1つ
のサブブロック内の数値情報に対応する適当な制御信号
または設定信号が与えられる。
のサブブロック内の数値情報に対応する適当な制御信号
または設定信号が与えられる。
すなわち、この変換器144の出力接続器146に樹脂
容積制御アナログ信号が生じ、その出力接続器148に
は有機触媒流制御用アナログ信号が生じ、出力接続器1
50にはアナログ速度信号が送られる。
容積制御アナログ信号が生じ、その出力接続器148に
は有機触媒流制御用アナログ信号が生じ、出力接続器1
50にはアナログ速度信号が送られる。
ホッパ−92からの砂の流れは必ずしも均一であるとは
限らないので、分配ヘッド12のホツパ一部分38へ各
瞬間ごとに供給される砂の体積に対応した電気信号を出
す必要がある。
限らないので、分配ヘッド12のホツパ一部分38へ各
瞬間ごとに供給される砂の体積に対応した電気信号を出
す必要がある。
このために、ホッパ−92からコンベヤー42K供給さ
れる砂の密度を連続的に測定するための砂密度検出器1
52が設けられている。
れる砂の密度を連続的に測定するための砂密度検出器1
52が設けられている。
この密度検出器152は例えばコンベヤ42の上側走行
路の上方に配置された適当なガンマー線源154と、コ
ンベヤの下に配置されたガンマー線検出器156とによ
って構成されていて、単位時間当りに検出器156カ受
けるガンマー線数によってコンベヤベルト上の砂の密度
を測定する。
路の上方に配置された適当なガンマー線源154と、コ
ンベヤの下に配置されたガンマー線検出器156とによ
って構成されていて、単位時間当りに検出器156カ受
けるガンマー線数によってコンベヤベルト上の砂の密度
を測定する。
これ以外の任意の装置を用いてベルトコンベヤ42上の
砂の密度を決定することもできる。
砂の密度を決定することもできる。
ベルトコンベヤ42の速度はコンベヤ42の速度に対応
している電気的出力コードを出すタコメーター158に
よって検出される。
している電気的出力コードを出すタコメーター158に
よって検出される。
砂密度検出器とコンベヤタコメーター158からの出力
信号は通常のプロセス制御系に用いられている電子モジ
ュールの形態にすることのできる乗算器160へ送られ
、この乗算器160の出力信号162は2つのアナログ
入力信号の積に等しい電気信号である。
信号は通常のプロセス制御系に用いられている電子モジ
ュールの形態にすることのできる乗算器160へ送られ
、この乗算器160の出力信号162は2つのアナログ
入力信号の積に等しい電気信号である。
この積は単位時間に分配ヘッド12へ供給される砂の体
積を表わしている。
積を表わしている。
乗算器160の出力162は分割モジュール164へ1
つの入力として供給される。
つの入力として供給される。
この分割モジュールの他の入力はライン146上のデジ
タルーアナログ変換器144かも来る有機樹脂設定位置
信号として供給される。
タルーアナログ変換器144かも来る有機樹脂設定位置
信号として供給される。
テープ113上のサブブロック136のコード化された
樹脂容積数は鋳型枠14内の特定位置における鋳型の強
度を特定なものにするために砂に加える樹脂の所望割合
を示す分数の形をしている。
樹脂容積数は鋳型枠14内の特定位置における鋳型の強
度を特定なものにするために砂に加える樹脂の所望割合
を示す分数の形をしている。
この場合、樹脂容積数すなわちテープ113のサブブロ
ック136は一連の情報ブロックとともに変化して、ノ
ズル50からの樹脂流を鋳型枠内の各位置で変え、それ
によって鋳型内の所定位置における砂一バインダー比を
異ならせることができることは理解できよう。
ック136は一連の情報ブロックとともに変化して、ノ
ズル50からの樹脂流を鋳型枠内の各位置で変え、それ
によって鋳型内の所定位置における砂一バインダー比を
異ならせることができることは理解できよう。
分割モジュール164の出力接続器166に生じるアナ
ログ出力信号は接続器146に生じる樹脂設定位置信号
に比例している。
ログ出力信号は接続器146に生じる樹脂設定位置信号
に比例している。
例えば、接続器162上に生じる砂容積信号が5ボルト
で、2係の有機樹脂を混合室12に加えなければならな
い場合には、接続器166の分割モジュール164の出
力信号は0.10ボルトになる。
で、2係の有機樹脂を混合室12に加えなければならな
い場合には、接続器166の分割モジュール164の出
力信号は0.10ボルトになる。
この0.10ボルトの信号は樹脂流制御器168へ送ら
れる。
れる。
この制御器の出力は容積可変型樹脂ポンプ98の運転条
件を制御する。
件を制御する。
樹脂流制御器168へのフィードバック情報を出すため
、ポンプ98の出力ラインに樹脂流量計170を設け、
それから出る電気的フィードバック信号はライン172
を通って樹脂流制御器168へと送られる。
、ポンプ98の出力ラインに樹脂流量計170を設け、
それから出る電気的フィードバック信号はライン172
を通って樹脂流制御器168へと送られる。
従うて、単位時間当りポンプ98によって送られる樹脂
の容積はテープ113上の樹脂容積数に応じて変化する
。
の容積はテープ113上の樹脂容積数に応じて変化する
。
この場合、テープ上の樹脂と触媒の数値は砂容積の係で
はなく単位時間当りの砂重量の係で表わされるというこ
とは理解できよう。
はなく単位時間当りの砂重量の係で表わされるというこ
とは理解できよう。
触媒の必要敬は各瞬間に於いて用いられる樹脂量によっ
て決まるので、樹脂流制御器168に送られる制御信号
に従って触媒流を制御する必要がある。
て決まるので、樹脂流制御器168に送られる制御信号
に従って触媒流を制御する必要がある。
このため、分割モジュール164の出力信号が分割モジ
ュール17401つの入力として加えられる。
ュール17401つの入力として加えられる。
このモジュール174の他方の入力には変換器144か
らの触媒設定位置信号または制御信号が加えられる。
らの触媒設定位置信号または制御信号が加えられる。
例えば、樹脂流の30係に等しい容積の触媒流が望まし
い時には、分割モジュール174の出力が出力接続器1
76上に0.033ボルトの信号を与えるようにする(
前記の例のように、分割器164からの出力信号は0.
10ボルトと仮定する)。
い時には、分割モジュール174の出力が出力接続器1
76上に0.033ボルトの信号を与えるようにする(
前記の例のように、分割器164からの出力信号は0.
10ボルトと仮定する)。
分割モジュール174の出力は触媒ポンプ106を制御
する有機触媒流制御器178へ送られる。
する有機触媒流制御器178へ送られる。
ポンプ106の出力ラインに設けられた触媒流量計18
0から出されるフィードバック信号はライン182を介
して触媒流制御器178の別の入力へと送られる。
0から出されるフィードバック信号はライン182を介
して触媒流制御器178の別の入力へと送られる。
従って、ポンプ106は樹脂流の容積の30係の流れに
調節されて、この量の触媒が可撓管104を介して触媒
ノズル54へと送られる。
調節されて、この量の触媒が可撓管104を介して触媒
ノズル54へと送られる。
ノーベーク型バインダーの分野では、多数の樹脂−バイ
ンダー組み合せによって優れた結果が得られ、それらの
組合せが本発明の装置に特に適している。
ンダー組み合せによって優れた結果が得られ、それらの
組合せが本発明の装置に特に適している。
有機バインダーにはさらにアルコール樹脂、アルキド樹
脂、フェノール樹脂が含まれ、無機バインダーにはケイ
酸ナトリウムや水ガラス等が含まれる。
脂、フェノール樹脂が含まれ、無機バインダーにはケイ
酸ナトリウムや水ガラス等が含まれる。
フルフラルアルコール樹脂は尿素によって変性したもの
でも良い。
でも良い。
この樹脂系の典型例を次に示す。
(洗浄し、米国鋳造協会のスクリーン寸法の#50−6
0で篩別したSi02を98係含む)ケイ砂の各454
g(100ポンド)に、砂の重量を基礎に1、1〜2.
0係の比の樹脂を添加する。
0で篩別したSi02を98係含む)ケイ砂の各454
g(100ポンド)に、砂の重量を基礎に1、1〜2.
0係の比の樹脂を添加する。
リン酸のような樹脂用触媒を樹脂の重量を基準にして3
0〜45係の範囲で添加する。
0〜45係の範囲で添加する。
硫酸のような他の触媒を樹脂重量を基準にして20〜3
5係の範囲で用いることもできる。
5係の範囲で用いることもできる。
少し高価であるが(T.S,A.とよばれる)サルポリ
ツク酸を用いるとリン酸よりは少ない割合で使用でき、
この触媒は鋳型内で完全に燃焼して、触媒残渣を殆んど
残さないという利点がある。
ツク酸を用いるとリン酸よりは少ない割合で使用でき、
この触媒は鋳型内で完全に燃焼して、触媒残渣を殆んど
残さないという利点がある。
樹脂に対する触媒の比率は硬化時間K影響を与え、触媒
が多くなると、硬化が速くなる。
が多くなると、硬化が速くなる。
例えば、通常賦合状態で樹脂K対する触媒比(リン酸)
が33係の場合、平均作業時間は30分である。
が33係の場合、平均作業時間は30分である。
触媒を5係に下けると、作業時間は40分に増加し、触
媒を10%に上げると作業時間は20分になる。
媒を10%に上げると作業時間は20分になる。
前記の砂一樹脂一触媒例を用いる場合、これら混合物と
接触するパターン18および他の作業面に適当な離型剤
を塗布しておく必要がある。
接触するパターン18および他の作業面に適当な離型剤
を塗布しておく必要がある。
鋳型混合物をパターン表面上に散布する前に、パターン
の混合ヘッドに離型剤を塗布して鋳型20から容易に離
型できるようにする。
の混合ヘッドに離型剤を塗布して鋳型20から容易に離
型できるようにする。
この離型剤としては例えばオハイオ州、クソーブランド
のアシュランド ケミカル コンパニーから市販されて
いる登録商標ZIP−SLIP.LP−15がある。
のアシュランド ケミカル コンパニーから市販されて
いる登録商標ZIP−SLIP.LP−15がある。
前記樹脂系の場合、砂が約27℃(75°F)の室温下
にあるとき約60分のストリップ時間となる。
にあるとき約60分のストリップ時間となる。
アシュランド ケミカル コンパニー技報/l6541
0−1と5415にはフルフラルアルコール樹脂および
各種触媒の特性が詳細に説明されている。
0−1と5415にはフルフラルアルコール樹脂および
各種触媒の特性が詳細に説明されている。
本発明に適したこの他の樹脂系には乾燥剤を含んだアル
キド樹脂とイソシアネート触媒とが含まれる、イリノイ
型の50〜6 0 A.F.S.洗浄済みゲイ砂の45
4g(100ポンド)に、砂重量を基準にして、1.2
〜2.1係の範囲で樹脂を添加する。
キド樹脂とイソシアネート触媒とが含まれる、イリノイ
型の50〜6 0 A.F.S.洗浄済みゲイ砂の45
4g(100ポンド)に、砂重量を基準にして、1.2
〜2.1係の範囲で樹脂を添加する。
この樹脂の場合、砂重量を基準にして0〜10係の範囲
で鉛やナフテン酸コバルトのような乾燥剤を予め混合し
ておく。
で鉛やナフテン酸コバルトのような乾燥剤を予め混合し
ておく。
この樹脂一乾燥剤混合物を上部ノズル50から混合ヘッ
ド12内へ供給する。
ド12内へ供給する。
イソシアネート触媒は樹脂重量を基準にして18〜20
係の範囲で用いる。
係の範囲で用いる。
アシュランドケミカル コンパ二一の技報5408−2
および5411−2にはこの樹脂系の他の特性が説明さ
れている。
および5411−2にはこの樹脂系の他の特性が説明さ
れている。
ノーベークの無機バインダーとして適当なものは砂を基
準に約3係のケイ酸ナトリウムがあり、このバインダー
重量を基準にして触媒として酢酸グリコールな10〜1
5係の範囲で用いる。
準に約3係のケイ酸ナトリウムがあり、このバインダー
重量を基準にして触媒として酢酸グリコールな10〜1
5係の範囲で用いる。
この材料を洗浄済みの50〜6 0 A.F.S.のケ
イ砂と混合することによって重い密度の高い鋳型混合物
が得られる。
イ砂と混合することによって重い密度の高い鋳型混合物
が得られる。
また、作業時間およびストリップ時間はバインダーに対
する触媒の比を変えることによって調節できる。
する触媒の比を変えることによって調節できる。
上記数値制御システムは従来の部品とプログラム技術に
よってプログラム化されて、テープ113上の一連の情
報ブロックは、鋳型枠14内を移動中の分配ヘッドをパ
ターン18の輪郭と大体一致する軌道上に動かすために
有効である。
よってプログラム化されて、テープ113上の一連の情
報ブロックは、鋳型枠14内を移動中の分配ヘッドをパ
ターン18の輪郭と大体一致する軌道上に動かすために
有効である。
多くの場合、分配ヘッド12がテープ113上のx,y
.2軸情報によって定められるプログラム化された軌道
に沿って移動する時の速度を制御することが望ましい。
.2軸情報によって定められるプログラム化された軌道
に沿って移動する時の速度を制御することが望ましい。
すなわち、分配ヘッド12かも常に一定容量の混合物が
散布されると仮定すると、分配ヘッドを所定の軌道に沿
ってより速く移動させて、パターン上に散布される層の
厚さを鋳型枠上全部であるいはパターンの一定区域上で
薄くするようにするのが望ましい。
散布されると仮定すると、分配ヘッドを所定の軌道に沿
ってより速く移動させて、パターン上に散布される層の
厚さを鋳型枠上全部であるいはパターンの一定区域上で
薄くするようにするのが望ましい。
あるいは、砂一バインダ比を一定にしたまま、パターン
の特定区域のみを厚くし、その区域を付加的に強くする
ために散布する層の厚さな厚くするようにパターンの特
定区域で分配ヘッド12の移動を遅くすることも望まし
い。
の特定区域のみを厚くし、その区域を付加的に強くする
ために散布する層の厚さな厚くするようにパターンの特
定区域で分配ヘッド12の移動を遅くすることも望まし
い。
本発明の他の観点では、テープ上に与えられたx.y,
z軸情報によって定められる所定軌道での分配ヘッドの
移動速度を制御する情報値をデープ113上に与えてあ
る。
z軸情報によって定められる所定軌道での分配ヘッドの
移動速度を制御する情報値をデープ113上に与えてあ
る。
特に、サブブロック情報140によって定められる速度
値はアクティブレジスター116に貯蔵され、変換器1
44でアナログ信号に変換され、分割モジュール184
01つの入力として加えられる。
値はアクティブレジスター116に貯蔵され、変換器1
44でアナログ信号に変換され、分割モジュール184
01つの入力として加えられる。
分割器184の他の入力には乗算器160かもの出力信
号162が加えられ、これは分配ヘッド12へ送られる
砂の容積を示している。
号162が加えられ、これは分配ヘッド12へ送られる
砂の容積を示している。
分割器184はライン150上の軌道速度設定位置信号
によって定められる比率に従った出力信号を出し、砂の
容積信号のプログラム化されたパーセント値の信号が分
割器18の出力ライン186に出される。
によって定められる比率に従った出力信号を出し、砂の
容積信号のプログラム化されたパーセント値の信号が分
割器18の出力ライン186に出される。
この出力信号186はクロツク周波数制御回路188に
送られ、その出力はライン190を介してクロツク12
0へ送られる。
送られ、その出力はライン190を介してクロツク12
0へ送られる。
従って、リニアインタポレーター118に加えられるパ
ルスの周波数はテープ118上の速度値に従って変化す
る。
ルスの周波数はテープ118上の速度値に従って変化す
る。
このことは3つの軸に対する指令パルスがテープ113
上の指令値に応じて生じる速度がテープ113上の速度
値に応じて変わるということを意味している。
上の指令値に応じて生じる速度がテープ113上の速度
値に応じて変わるということを意味している。
従って、所定区域内あるいは鋳型粋の全軌道上で分配ヘ
ッド12が移動する速度は、前記特定区域における適当
な速度コードを所望通りに選択することによって変える
ことができる。
ッド12が移動する速度は、前記特定区域における適当
な速度コードを所望通りに選択することによって変える
ことができる。
多くの場合、パターン上に散布される最初の層の酸化鉄
のような湿れ剤を所定割合だけ添加して付着を減少させ
且つ鋳型工程において鋳造される金属表面をなめらかに
するのが好ましい。
のような湿れ剤を所定割合だけ添加して付着を減少させ
且つ鋳型工程において鋳造される金属表面をなめらかに
するのが好ましい。
本発明では酸化鉄のような湿れ剤を鋳型枠14上を通る
1回または複数回の通過時に完全に自動的に選択的に添
加できる。
1回または複数回の通過時に完全に自動的に選択的に添
加できる。
鋳型キャビティーに注入される材料の型式に応じて異る
湿れ剤を用いることもできる。
湿れ剤を用いることもできる。
特に、検出器152より先の点でコンベヤ42上には酸
化鉄貯蔵ホッパ−192が設けられており、このホツパ
ーには酸化鉄をコンベヤベルト42上に所定量の流れを
作ったり完全遮断するon−off 制御器194が設
けられている。
化鉄貯蔵ホッパ−192が設けられており、このホツパ
ーには酸化鉄をコンベヤベルト42上に所定量の流れを
作ったり完全遮断するon−off 制御器194が設
けられている。
テープ113には別の1つの制御数が設けられており、
これはサブブロック140の次の列の単一2進ビットに
することができ、このビットは変換器1440チャンネ
ルの1つによって検出されて、ライン196を介してo
n off 制御器194へとon−off信号が送
られる。
これはサブブロック140の次の列の単一2進ビットに
することができ、このビットは変換器1440チャンネ
ルの1つによって検出されて、ライン196を介してo
n off 制御器194へとon−off信号が送
られる。
砂一バインダー混合物に酸化鉄を加えるべきだというこ
とを指示する2進化酸化鉄信号がテープ113上に与え
られるとき、それにon−off 制御器194が応答
してホッパ−192が所定量だけ開き、所定係の酸化鉄
が砂に加えられる。
とを指示する2進化酸化鉄信号がテープ113上に与え
られるとき、それにon−off 制御器194が応答
してホッパ−192が所定量だけ開き、所定係の酸化鉄
が砂に加えられる。
すなわち、パターン上での最初の通過時に酸化鉄を添加
したい時には、テープ113の各情報ブロック九酸化鉄
を信号で与えておく、あるいは、第1回通過の最初にテ
ープ113に単一制御数を与えておいて、この制御数を
テープリーダー112が検出した時にon−off 制
御器194がon位置にセットされるようにしてもよい
。
したい時には、テープ113の各情報ブロック九酸化鉄
を信号で与えておく、あるいは、第1回通過の最初にテ
ープ113に単一制御数を与えておいて、この制御数を
テープリーダー112が検出した時にon−off 制
御器194がon位置にセットされるようにしてもよい
。
第1回通過後あるいはホッパ−192を遮断したい時に
はいつでも、テーグ113上の適当な位置に他の制御数
を与えておいて、この第2の制御数に応答してon一o
ff制御器がホッパ−192を閉じるようにする。
はいつでも、テーグ113上の適当な位置に他の制御数
を与えておいて、この第2の制御数に応答してon一o
ff制御器がホッパ−192を閉じるようにする。
この構成によって各情報ブロックに対してテープ上に酸
化鉄数をプログラムする必要がなくなる。
化鉄数をプログラムする必要がなくなる。
本発明の他の重要な観点によって、この自動制御系は鋳
型形成工程の所望の点において有機バインダーと触媒か
ら無機バインダーと触媒までの範囲で自動的に変えられ
るように構成されている。
型形成工程の所望の点において有機バインダーと触媒か
ら無機バインダーと触媒までの範囲で自動的に変えられ
るように構成されている。
かかる構成は、先ず有機バインダーと触媒の薄い初期層
をパターン18上に散布し、次いで無機バインダーと触
媒を用いて初期層上に次の層を散布できる利点がある。
をパターン18上に散布し、次いで無機バインダーと触
媒を用いて初期層上に次の層を散布できる利点がある。
このようにして鋳型を作ると、鋳造工程時に溶融金属と
接する有機バインダーを含む比較的薄い層が工程中ほと
んどけむりを生ぜずに燃えて完全に酸化される。
接する有機バインダーを含む比較的薄い層が工程中ほと
んどけむりを生ぜずに燃えて完全に酸化される。
鋳型の残りの部分を構成する無機バインダーは酸化され
ず、そのため鋳造工程全体を通じて発生する有害ガスや
けむりの量が少なくなり、大気汚染防止の点からも望ま
しいことである。
ず、そのため鋳造工程全体を通じて発生する有害ガスや
けむりの量が少なくなり、大気汚染防止の点からも望ま
しいことである。
この目的のため、無機バインダー貯蔵タンク200が設
けられ、そこから容積可変型ポンプ202にケイ酸ナト
リウム(水ガラス)のような無機バインダーが供給され
る。
けられ、そこから容積可変型ポンプ202にケイ酸ナト
リウム(水ガラス)のような無機バインダーが供給され
る。
さらに、無機触媒として作用する稀釈された無機酸を容
積可変ボンプ206に供給する無機触媒貯蔵タンク20
4が備えられている。
積可変ボンプ206に供給する無機触媒貯蔵タンク20
4が備えられている。
ポンプ202の出力は適当な逆止弁を介して無機バイジ
ダー噴射ノズル208へと送られる。
ダー噴射ノズル208へと送られる。
このノズル208は有機バインダーを噴射する噴射ノズ
ル50に対応していて、有機バインダーを導入するため
に使われ、混合室22の周囲の別の位置に設けられてい
る。
ル50に対応していて、有機バインダーを導入するため
に使われ、混合室22の周囲の別の位置に設けられてい
る。
容量可変ポンプ206の出力は有機触媒噴射ノズル54
の直径方向反対側にある適当な無機触媒噴射ノズル21
0へと送られる。
の直径方向反対側にある適当な無機触媒噴射ノズル21
0へと送られる。
容量可変ポンプ202,206と組合された流量制御器
にフィードバック信号を送るために流量計1 70 ,
1 80に対応した適当な流量計212,214が設
けられている。
にフィードバック信号を送るために流量計1 70 ,
1 80に対応した適当な流量計212,214が設
けられている。
有機バインダーと触媒の流れを無機バインダーと触媒の
流れに自動的に切換えるために、テープ113上には適
当な切換え情報が与えられている。
流れに自動的に切換えるために、テープ113上には適
当な切換え情報が与えられている。
例えば、サブブロック136のat atyo列の2進
化数は有機バインダーを用いる時には第1表示”a−1
”にし、無機バインダーを用いる時には第2表示″a−
2”にすることができる。
化数は有機バインダーを用いる時には第1表示”a−1
”にし、無機バインダーを用いる時には第2表示″a−
2”にすることができる。
サブプロツク136内の残りの3列の情報列は有機パイ
ンダーか無機バインダーのいずれかの数値にセツ7 トされる。
ンダーか無機バインダーのいずれかの数値にセツ7 トされる。
同様に、サブブロック138の”b”の列の孔によって
有機触媒(b−1)か無機触媒(b−2)かを表示させ
るようにすることができる。
有機触媒(b−1)か無機触媒(b−2)かを表示させ
るようにすることができる。
このサプブロック138の残りの3つの情報列は有機触
媒か無機触媒かの設定位置の値を与えることになる。
媒か無機触媒かの設定位置の値を与えることになる。
デジタルーアナログ変換器144には第7図に示すよう
に各値a−1 * a−2 * b−1 sb−2、用
に別々のテヤンネルが設けられている。
に各値a−1 * a−2 * b−1 sb−2、用
に別々のテヤンネルが設けられている。
無機バインダーおよび無機触媒の設定値は各分割器21
6,218へと送られる。
6,218へと送られる。
これらの分割器のライン162には第2人力として砂速
度信号が供給される。
度信号が供給される。
分割器216の出力は無機バインダーポンプ202を制
御する無機バインダー流制御器220に送られる。
御する無機バインダー流制御器220に送られる。
一方、分割器218の出力はポンプ206を制御する無
機触媒流制御器222へ送られる。
機触媒流制御器222へ送られる。
これらの無機バインダーおよび触媒制御器220 .2
22は前記の樹脂流制御器168と触媒流制御器178
に関して説明したものと同じであるので、ここではこれ
以上説明をしない。
22は前記の樹脂流制御器168と触媒流制御器178
に関して説明したものと同じであるので、ここではこれ
以上説明をしない。
今、有機樹脂および触媒を用いる時には、変換器144
0a−1およびb−1ラインから分割器1 64 ,
1 74に設定位置情報が送られ、一方、a−2および
b−2ラインからは分割器216,218には入力が送
られず、従ってポンプ202,206は閉じている。
0a−1およびb−1ラインから分割器1 64 ,
1 74に設定位置情報が送られ、一方、a−2および
b−2ラインからは分割器216,218には入力が送
られず、従ってポンプ202,206は閉じている。
従って、パターン18上の最初の通過時には、有機74
′インダーと触媒とが砂と混合されてパターン上に散布
される。
′インダーと触媒とが砂と混合されてパターン上に散布
される。
パターン上のその後の通過時に無機バインダーと触媒を
用いたい場合には、サブブロック1 36 , 1 3
8のaとbの情報列に各々a 2*b 2のコード
を入れて、変換器144かも分割器216.218に設
定値情報が送られ、分割器1 64 , 1 74には
入力が送られないようにする。
用いたい場合には、サブブロック1 36 , 1 3
8のaとbの情報列に各々a 2*b 2のコード
を入れて、変換器144かも分割器216.218に設
定値情報が送られ、分割器1 64 , 1 74には
入力が送られないようにする。
これによってタンク200 ,204からの無機バイン
ダーと触媒が、残りの鋳型製造工程におけるその後の通
過のために砂と混合される。
ダーと触媒が、残りの鋳型製造工程におけるその後の通
過のために砂と混合される。
また、無機および有機のいずれのバインダーを用いる場
合でも、テープ113上の設定値を適当に変えることに
よって所定の位置で砂に対するバインダーの比率を変え
ることはできる。
合でも、テープ113上の設定値を適当に変えることに
よって所定の位置で砂に対するバインダーの比率を変え
ることはできる。
無機ハインダーでも有機バインダーでも砂に対するバイ
ンダーと触媒の比率を一定に維持したい時には、有機バ
インダーか無機バインダーかを使用したい時には、その
バインダーを使う通過の最初にサブブロック1 36
, 1 38に対応する単一の情報サブブロックを用い
ることができ、こうしてテープ113上の各情報ブロッ
クにサブブロック1 36 , 1 38に設ける必要
を無くすことができる。
ンダーと触媒の比率を一定に維持したい時には、有機バ
インダーか無機バインダーかを使用したい時には、その
バインダーを使う通過の最初にサブブロック1 36
, 1 38に対応する単一の情報サブブロックを用い
ることができ、こうしてテープ113上の各情報ブロッ
クにサブブロック1 36 , 1 38に設ける必要
を無くすことができる。
しかし、無機か有機かいずれかを選択制御し且つ残りの
通過に対して砂一バインダー比率を一定にするために単
一の初期サブブロック情報のみを用いる時には、前記通
過時にアクティブ貯蔵レジスター116内に有機または
無機の設定値を保持して、この間はこの設定値で混合操
作を制御するようにする必要がある。
通過に対して砂一バインダー比率を一定にするために単
一の初期サブブロック情報のみを用いる時には、前記通
過時にアクティブ貯蔵レジスター116内に有機または
無機の設定値を保持して、この間はこの設定値で混合操
作を制御するようにする必要がある。
これは当業者には簡単に理解できるであろうが、サブブ
ロック136,138に対応するアクティブ貯蔵レジス
ター116内のチャンネルに適当なフィリップフロツプ
を設けることによって行うことができる。
ロック136,138に対応するアクティブ貯蔵レジス
ター116内のチャンネルに適当なフィリップフロツプ
を設けることによって行うことができる。
混合操作を始めるためには、混合室22内に十分な量の
砂を入れてよく混合させる必要がある。
砂を入れてよく混合させる必要がある。
そのために、先ず最初は計量板52を閉じておく。
コンベヤ42から砂が混合室22内に入れられて、駆動
モーター36が混合室22内で移動させる砂の量が多く
なるにつれて、モーターに加わる負荷が多くなる。
モーター36が混合室22内で移動させる砂の量が多く
なるにつれて、モーターに加わる負荷が多くなる。
モーター36への負荷が増加すると、電源からの電流も
増加するので、これをフィードバック信号として利用し
て、計量板52の平均開口位置を制御することができる
。
増加するので、これをフィードバック信号として利用し
て、計量板52の平均開口位置を制御することができる
。
具体的にいえば、駆動モーター36の3相電線の1つに
電流計230を接続し、モーター36によって使用され
る電流に比例した出力信号を出し、従って混合室22内
でこのモーターによって回転される砂とバインダーとの
量を出す。
電流計230を接続し、モーター36によって使用され
る電流に比例した出力信号を出し、従って混合室22内
でこのモーターによって回転される砂とバインダーとの
量を出す。
混合室22内の所望の負荷状態に対応する一定設定値を
出すために負荷設定用電圧計232(第7図)が用いら
れている。
出すために負荷設定用電圧計232(第7図)が用いら
れている。
この設定値信号は混合ヘッド負荷制御器234へ送られ
る。
る。
制御器234の出力は計量板1駆動モーター236(第
3図)へ送られる。
3図)へ送られる。
このモーター236は適当な減速機構を介してピニオン
歯車59(第2B図)を駆動し、計量板52を回転させ
る。
歯車59(第2B図)を駆動し、計量板52を回転させ
る。
電流感知器230の出力は負荷制御器234へ可変入力
として送られる。
として送られる。
混合ヘッドモーター36に負荷がなく、電流感知器23
0からは低出力しか出ない時には、計量板52が閉じる
ように制御器234がモーター236を制御する。
0からは低出力しか出ない時には、計量板52が閉じる
ように制御器234がモーター236を制御する。
逆に、混合室22内が砂で充満して混合ヘッドモーター
36の負荷が増加した時には、電流感知器230から出
る信号が電圧計232で定められる設定値に近ずき、計
量板52が動いて開放または中間位置になる。
36の負荷が増加した時には、電流感知器230から出
る信号が電圧計232で定められる設定値に近ずき、計
量板52が動いて開放または中間位置になる。
混合室内への砂の流れのわずかな変動は制御器234に
よって補償される。
よって補償される。
すなわち、負荷の少変動は電圧計232によって定めら
れる設定値に対して電流感知器230の出力変化として
表われる。
れる設定値に対して電流感知器230の出力変化として
表われる。
その結果、制御器234は分配ヘッド12かもの砂、バ
インダーおよび触媒混合物の流れを実質的に一定に維持
するように作動する。
インダーおよび触媒混合物の流れを実質的に一定に維持
するように作動する。
しかし、コンベヤ速度の変化によって混合室22内への
砂の流れに大きな変化が生じた時には電圧計232を再
調節して、制御器234が作動し得る適当な中間値にす
る必要がある。
砂の流れに大きな変化が生じた時には電圧計232を再
調節して、制御器234が作動し得る適当な中間値にす
る必要がある。
本発明によれば、複数層20a ,20b.20c・・
・・・・をもつ鋳型20を自動的に作ることができ、そ
の内層は厚みを有して有機バインダーを含み、しかも砂
一バインダーの混合物は層20a中の全部のバインダー
が鋳型空洞中の溶融材料の熱によって完全に酸化し燃焼
するような砂−バインダー比率を有する。
・・・・をもつ鋳型20を自動的に作ることができ、そ
の内層は厚みを有して有機バインダーを含み、しかも砂
一バインダーの混合物は層20a中の全部のバインダー
が鋳型空洞中の溶融材料の熱によって完全に酸化し燃焼
するような砂−バインダー比率を有する。
他の層20b .20c等は無機バインダーで作ること
ができ、その結果、鋳型内に有機バインダーが残ったり
、有機バインダーが完全に酸化せず単に部分的に酸化し
て鋳造工程で大気汚染となる問題を少なくすることがで
きる。
ができ、その結果、鋳型内に有機バインダーが残ったり
、有機バインダーが完全に酸化せず単に部分的に酸化し
て鋳造工程で大気汚染となる問題を少なくすることがで
きる。
さらに、有機バインダーは実質的に完全に燃焼して残渣
はほとんどなく且つ外側層20b ,20c .20d
等の無機バインダーは経済的に再生処理することができ
るので、本発明の鋳型20は従来のノーベークのバイン
ダーに比べてより経済的になる。
はほとんどなく且つ外側層20b ,20c .20d
等の無機バインダーは経済的に再生処理することができ
るので、本発明の鋳型20は従来のノーベークのバイン
ダーに比べてより経済的になる。
さらに、本発明鋳型は経済的に製造できると同時に、酸
化鉄(グレーアイアン鋳造に対して)のような湿れ剤を
混合し、単に内側層20aのみに入れて、鋳型面を良く
し且つ鋳型と鋳物との間の付着を少なくすることができ
る。
化鉄(グレーアイアン鋳造に対して)のような湿れ剤を
混合し、単に内側層20aのみに入れて、鋳型面を良く
し且つ鋳型と鋳物との間の付着を少なくすることができ
る。
従来法では、単一の鋳型に対して制御しながら2種類の
バインダーを用いることは実際には不可能または極めて
困難であり、さらに湿れ剤を用いる場合には、酸化鉄は
単に溶融金属と直接接触するキャビテイーの壁面にのみ
必要である場合でも鋳型に用いる鋳型砂の全量に単純に
酸化鉄を加えなげればならなかった。
バインダーを用いることは実際には不可能または極めて
困難であり、さらに湿れ剤を用いる場合には、酸化鉄は
単に溶融金属と直接接触するキャビテイーの壁面にのみ
必要である場合でも鋳型に用いる鋳型砂の全量に単純に
酸化鉄を加えなげればならなかった。
以上、本発明をいくつかの実施例について説明してきた
が、この他の変形例や実施例は本発明の原理の精神およ
び範囲内に入ることは当業者には明らかであろう。
が、この他の変形例や実施例は本発明の原理の精神およ
び範囲内に入ることは当業者には明らかであろう。
第1図は、本発明によって構成された新規且つ改良され
た鋳型製造装置の概念的斜視図。 第2図は、第1図に示した装置の混合分配ヘッドの拡大
垂直断面図、第2A図は、第2図の2A−2A線による
水平断面図、第2B図は、第2図の28一2B線による
水平断面図、第2C図は、第2図の2C−2C線による
水平断面図、第3図は、混合分配ヘッドを制御する制御
系の部品を含む本発明の自動制御系のプロセス制御系部
分のブロックダイヤグラム、第4図は、第1図の装置の
平面図、第5図は、第1図の装置の1部の垂直側面図、
第6図は、本発明の特色によって構成される装置の他の
実症例の第1図と同様な概念的斜視図、第7A,78図
は、第3図に詳細に示されているプロセス制御部を有す
る本発明のテープ制御式自動制御系のブロックダイヤグ
ラム、第8図は,本発明の自動制御系用制御テープの概
念図。 12・・・混合分醗ヘッド、14・・・鋳型枠、16・
・・台座、18・・・パターン、20・・・鋳型材料、
22・・・混合室,30・・・回転シャフト、36・・
・モーター、38・・・ホツパー、42・・・ベルトコ
ンベヤ、44・・・モーター、50・・・樹脂噴射ノズ
ル、52・・・計量円板、54・・・触媒ノズル、56
・・・混合エレメント、60・・・案内レール、62・
・・キャリツジ、68・゜゜平行軌道、72・・・フレ
ーム、92・・・ホッパー、78.82.86・・・サ
ーボモーター。
た鋳型製造装置の概念的斜視図。 第2図は、第1図に示した装置の混合分配ヘッドの拡大
垂直断面図、第2A図は、第2図の2A−2A線による
水平断面図、第2B図は、第2図の28一2B線による
水平断面図、第2C図は、第2図の2C−2C線による
水平断面図、第3図は、混合分配ヘッドを制御する制御
系の部品を含む本発明の自動制御系のプロセス制御系部
分のブロックダイヤグラム、第4図は、第1図の装置の
平面図、第5図は、第1図の装置の1部の垂直側面図、
第6図は、本発明の特色によって構成される装置の他の
実症例の第1図と同様な概念的斜視図、第7A,78図
は、第3図に詳細に示されているプロセス制御部を有す
る本発明のテープ制御式自動制御系のブロックダイヤグ
ラム、第8図は,本発明の自動制御系用制御テープの概
念図。 12・・・混合分醗ヘッド、14・・・鋳型枠、16・
・・台座、18・・・パターン、20・・・鋳型材料、
22・・・混合室,30・・・回転シャフト、36・・
・モーター、38・・・ホツパー、42・・・ベルトコ
ンベヤ、44・・・モーター、50・・・樹脂噴射ノズ
ル、52・・・計量円板、54・・・触媒ノズル、56
・・・混合エレメント、60・・・案内レール、62・
・・キャリツジ、68・゜゜平行軌道、72・・・フレ
ーム、92・・・ホッパー、78.82.86・・・サ
ーボモーター。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 鋳型成形パターン装置上に砂とバインダーとの混合
物を含む鋳型材料の層を分配するための分配装置と、 複数の移動軸に沿って分配装置とパターン装置との間で
相対運動を行なわせるための相対運動用装置と、 分配ヘッドの所望の移動通路に沿った異なる位置に対応
する複数の指令情報群な有する数値制御装置であって、
前記通路に沿った位置のうち異なる位置のところでの砂
とバインダーの異なった所望の比率に対応する指令情報
な有する装置と、前記数値制御装置を感知し、前記位置
の情報に対応する第1制御信号を出し、この第1制御信
号により前記通路に沿って分配装置とパターン装置との
間に相対運動を生じさせることができるように前記相対
運動用装置を制御する装置と、前記数値制御装置を感知
し、砂とバインダーの所望の前記比率に対応する第2制
御信号を出し、前記第2制御信号に従って分配装置への
砂とバインダーの供給を制御するための装置と、から成
る鋳型製造装置。 2 前記数値制御装置が、前記パターン装置上へ順々に
複数の層を分配するための指令情報を有することを特徴
とする、特許請求の範囲第1項に記載の鋳型製造装置。 3 前記数値制御装置が、層をパターン装置上へ配置す
るとき層の厚さを選択的に変えるための指令情報を有す
ることを特徴とする、特許請求の範囲第2項に記載の鋳
型製造装置。 4 鋳型材料の第1層が砂と有機バインダーの混合物か
ら成り、第2層が砂と無機バインダーの混合物から成る
ことを特徴とする、特許請求の範囲第2項に記載の鋳型
製造装置。 5 前記第1層が、鋳造工程中溶融材料と接触するとき
有機バインダーのほぼ完全な酸化物を提供するような寸
法を有することを特徴とする、特許請求の範囲第4項に
記載の鋳型製造装置。 6 m記第1層のバインダーが触媒添加樹脂材料から
成ることを特徴とする、特許請求の範囲第4項に記載の
鋳型製造装置。 7 前記第2層のバインダーが触媒無機バインダーから
成ることを特徴とする、特許請求の範囲第4項に記載の
鋳型製造装置。 8 分配装置と鋳型成形パターン装置との相対運動中、
鋳型成形パターン装置上に砂とバインダーとの混合物を
含む鋳型材料の層を分配する分配装置と、 前記分配装置に砂を供給する砂供給装置と、前記分配装
置にバインダーを供給するバインダー供給装置と、 制御装置とよりなり、 前記制御装置が前記パターン装置に対する前記分配装置
の相対位置に応じた前記混合物中の砂とバインダーとの
所望比率を表わす第1制御信号を出す装置と、単位時間
当り前記分配装置に供給される砂の容積に比例する第2
信号を出す装置と、前記バインダー供給装置を制御して
、前記分配装置によって分配される混合物中の砂とバイ
ンダーとの前記所望比率を得るために前記第1および第
2制御信号でもって共働的に制御される装置とを含む鋳
型製造装置。 9 前記制御装置が、さらに、デジタル信号を記憶する
装置と、第1匍■信号を出すために前記記憶されたデジ
タル信号によって制御される装置とを含むことを特徴と
する特許請求の範囲第8項に記載の鋳型製造装置。 10バインダーは樹脂であり、バインダー供給装置が触
媒を分配装置に供給する触媒供給装置とを有し、制御装
置が、さらに、混合物中の触媒とバインダーとの所望比
率に相当する第3制御信号を出す装置と、前記触媒供給
装置を制御して、混合物中の触媒とバインダーとの前記
所望比率を得るために前記第1、第2および第3制御信
号でもって共働的に制御される装置とを含むことを特徴
とする特許請求の範囲第8項に記載の鋳型製造装置。 11 制御装置が、さらに、デジタル信号を記憶する装
置と、第3制御信号を出すために前記記憶されたデジタ
ル信号Kよって制御される装置とを含むことを特徴とす
る、特許請求の範囲第10項に記載の鋳型製造装置。 12分配装置と鋳型成形パターン装置との相対運動中、
前記鋳型成形パターン装置の上に砂とバインダーとの混
合物を含む鋳型材料の層を分配する分配装置と、 砂を前記分配装置に供給する装置と、 制御装置とよりなり、 前記制御装置が前記パターン装置に対する前記分配装置
の位置に応じた砂とバインダーとの所望比率を得るべく
単位時間当り前記分配装置に供給される砂の容積に比例
する第1制御信号を出す装置と、前記パターン装置に対
する前記分配装置の所望速度に相当する第2制御信号を
出す装置と、前記分配装置と前記パターン装置との間の
相対運動の速度を制御するために前記第1および第2制
御信号でもって共働的に制御される装置とを含む鋳型製
造装置。 13制御装置が、さらに、分配装置とパターン装置との
間の相対運動の所望速度に相当する速度制御信号を出す
装置と、分配装置とパターン装置との間に相対運動を生
じさせるために前記速度制御信号でもって少なくとも部
分的に制御される装置と、分配装置に供給される砂の容
積の変化に従って前記速度制御信号を変更する装置とを
含むことを特徴とする特許請求の範囲第12項に記載の
鋳型製造装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US05/731,930 US4121646A (en) | 1976-10-13 | 1976-10-13 | Method and apparatus for making molds |
US000000731930 | 1976-10-13 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5347327A JPS5347327A (en) | 1978-04-27 |
JPS5911378B2 true JPS5911378B2 (ja) | 1984-03-15 |
Family
ID=24941490
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP52109769A Expired JPS5911378B2 (ja) | 1976-10-13 | 1977-09-12 | 鋳型製造装置 |
JP58008604A Granted JPS58192650A (ja) | 1976-10-13 | 1983-01-21 | 鋳型製造装置 |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58008604A Granted JPS58192650A (ja) | 1976-10-13 | 1983-01-21 | 鋳型製造装置 |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4121646A (ja) |
JP (2) | JPS5911378B2 (ja) |
AU (1) | AU505993B2 (ja) |
BR (1) | BR7706224A (ja) |
CA (1) | CA1091422A (ja) |
CH (1) | CH625725A5 (ja) |
DE (1) | DE2746128C2 (ja) |
FR (1) | FR2385468B1 (ja) |
GB (2) | GB1577477A (ja) |
NL (1) | NL7709676A (ja) |
SE (1) | SE433046B (ja) |
Families Citing this family (15)
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- 1977-09-13 GB GB19360/79A patent/GB1577477A/en not_active Expired
- 1977-09-16 BR BR7706224A patent/BR7706224A/pt unknown
- 1977-09-30 AU AU29286/77A patent/AU505993B2/en not_active Expired
- 1977-10-07 SE SE7711290A patent/SE433046B/xx not_active IP Right Cessation
- 1977-10-13 DE DE2746128A patent/DE2746128C2/de not_active Expired
- 1977-10-13 CA CA285,295A patent/CA1091422A/en not_active Expired
- 1977-10-13 GB GB38043/77A patent/GB1577476A/en not_active Expired
- 1977-10-13 FR FR7730863A patent/FR2385468B1/fr not_active Expired
- 1977-10-13 CH CH1249977A patent/CH625725A5/de not_active IP Right Cessation
-
1983
- 1983-01-21 JP JP58008604A patent/JPS58192650A/ja active Granted
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