JPH03174970A - 自動鋳造装置 - 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、請求項１の範囲１の前文に記載の自動鋳造装
置に関するものである。

鋳造装置に、請求項１の範囲１のｄ）に記載の切り換え
コンベヤを、設置する理由は多くの場合、装置の全長が
鋳造ホールの使用可能な空間での制限を受けることと、
又同時に鋳型により、取り出しステーションに通るコン
ベヤの全長は、鋳型と鋳物内容物が冷却する時間がある
ように、十分な長さが必要であることによる。

従来の装置では、切り換えコンベヤの横方向移動は、多
少とも手動で制御されてきた。この方法では、多くの場
合、まだ固まっていない内容物の入った鋳型が開口し、
溶融した金属が流出し、作業を中断してしまうことのな
いようにある数の鋳型への注入を排除する必要が生じた
。その鋳型は、切り換えコンベヤが横方向に移動してい
る間、鋳型コンベヤと、切り換えコンベヤ間の移動域に
たまたまある鋳型である。

本発明の目的は、まず自動鋳造装置を供給することであ
る。その装置において、注入に使用される鋳型数は、最
少限に削減される。かかる目的の達成は、発明に基づき
、請求の範囲１の特徴記載環に記載されたように改造、
構成された装置においてである。この準備により、装置
自身が、移行域で開口したり損傷する鋳型の危険度が最
少となるように切り換えコンベヤの横方向移動にかかる
時間を正確に計算できるようになる。　更にコンベヤ間
の移動域で、鋳型が損傷するのを防ぐ安全手段は、請求
項２に記載の具体例で達成させられ、切り換えコンベヤ
が横方向に移動する前に、鋳型コンベヤ上の最下流に置
かれた鋳型と、問題となっている切り換えコンベヤ上の
最上流に置かれた鋳型間にある距離をあける。

上記の請求項２に記載の具体例では多くの場合、切り換
えコンベヤの横方向移動時に偶然、移動域周辺にある鋳
型に注入するのを排除する必要は、全くなくなる。しか
し別の場合では、請求項３に最初に記載された鋳型が使
用され、その正確な機能は、注入の間鋳型の金属が固ま
るまでしっかり保持される隣接鋳型に依存する。このよ
うな鋳型を使用することで、移動域に生じるかもしれな
い問題は、請求項３の特徴を述べる項で記載されている
改造と構成により排除できる。それにより、注入と中子
の設置は、切り換えコンベヤの横方向移動によって開口
する鋳型空洞内では排除される。

必要なパラメータを感知し、従来のワイヤや新材料の供
給等によって必要な制御手段を組み立てることは、明ら
かに可能なことではあるが、本発明では近代的なデータ
処理技術を活用することが望ましい。近代的なデータ処
理技術では特に、感知開始時間から問題の制御機能が完
了する時間までの間に発生した感知パラメータと、制御
信号を記憶することが特に容易になる。請求項４に記載
の具体例では、解決法が与えられており、そこでは様々
な感知、制御機能を装置を簡単に再プログラムすること
で容易に変化させることができる。

本発明は、次に図面と関連して説明される。図面では自
動鋳型装置の模範的な具体例が示されている。例えば装
置は各注入段階の前に製造され、その後鋳型サンドを再
使用するのに砕かれる鋳型サンドの鋳型で、鉄や鉄合金
の対象物を鋳造するのに使用される。

図面に示されている本発明の自動鋳造装置の模範的な具
体例は、本発明の制御過程をわかり易くする為に、でき
るだけ単純化して描かれている。

装置の一部で、注入と注入に関連した作用が生じた時の
装置の一部は、図面の下に示されており一鋳型サンドの
ような適当な鋳型材料が、鋳型片に作り上げられ、鋳型
片は、図面の右に位置する端で、鋳型ステーションから
送られる鋳型ステーション１１と 一鋳型が送られる前に、任意の中子を鋳型ステーション
１１で作られた鋳型に置く中子設定装置１３と 一鋳型スチージョン１１がらそこを通って鋳型を搬送す
る鋳型コンベヤ、大体において知られている方法で、溶
融金属が鋳型に注入され、次に鋳型は注入された金属を
含んで、鋳型コンベヤ２２により移動される注入ステー
ション２１と一同方向に鋳型を前進させられることは別
として、鋳型の滞在時間を長くし、その結果鋳型コンベ
ヤ２２から鋳型が到着し、搬送される間の冷却時間を長
くする為に、コンベヤ３１又はコンベヤ３２のどちらか
が鋳型コンベヤ２２に続いて位置するように、側面方向
に切り換えられる１組の切り換えコンベヤ３１と３２で 一鋳物が例えば粉末を固め、より長い冷却時間と、特に
取り出して生成された鋳型サンド内に適度な水量を確保
できるように、注入された水と、うまくドラム内で混ぜ
られることで鋳型と任意の中子から分離され、取り出し
ステーションから出ていく取り出しステーション４１と 一鋳型サンドを鋳型ステーションで再使用するために、
例えば新たに鋳型サンド、ベントナイト、炭素と／又は
、他の接合剤と／又は添加剤を加え、処理するサンド処
理ステーション４６を備える図面で示されているように
、成形され冷却され取り出された鋳物は、図面の最下部
に示されている端にある取り出しステーション４１がら
取り出される。図面では、注入ステーション２１、鋳型
コンベヤ２２、切り換えコンベヤ３１、取り出しステー
ション４１を通過する金属の流れは、−点鎖線で示され
ている。一方鋳型スチージョン１１、鋳型コンベヤ２２
、切り換えコンベヤ３１、取り出しステーション４１、
サンド処理ステーション４６を通る鋳型サンドの流れは
、二点鎖線で示されている。

記載のユニットは別として、装置は分類ステーション４
７を備えていても良く、これは、破線で示された３１’
の位置にある時には、切り換えコンベヤ３１の伝達端で
「床の穴」として描かれる。分類ステーション４７は、
鋳物金属がある、無しに関わらず、鋳型を分類するのに
使用され、何らかの理由により鋳型は取り出しステーシ
ョン４１に送られる必要はない。

更に、示された装置は次の形で水、新しい鋳型サンド、
結合剤等を添加する装置を備える。

−水添加バイブ４２４１を通り、取り出しステーション
４１に水を供給する水添加配置４２（図面から、様々な
ユニットを連結するバイブ又はラインに関連する番号は
、最初の２つの数字が関連する機能又は流れが始まる装
置の関連番号に等しく、最後の２つの数字は、関連する
流れ又は機能を受け入れるユニットの参照番号であるこ
とがわかるであろう。） 一新しいサンドパイプ４３４６を通り、サンド処理ステ
ーション４６に、新しい鋳型サンドを供給する新しいサ
ンド添加ユニット４３ −結合剤バイブ４４４６を通り、サンド処理ステーショ
ン４６に、結合剤を供給する結合剤添加ユニット４４ 一添加剤ライン４５４６を通り、サンド処理ステーショ
ン４６に、更に添加剤を供給する添加剤添加ユニット４
５ ４２から４５の全ての添加ユニットは、制御ユニット５
３により制御され、制御ユニット５３は、次に説明され
るように、個々の制御ライン５３４２−４５を通る、個
々の添加ユニットの機能を制御する。

本発明に含まれている自動制御機能が実行される装置は
、様々なステーションあるいは、ユニットで示されてい
ないセンサーや、制御コンバーター等は別として、次の
ものを含む。

−パラメーター記録ユニット５１ 一計算ユニット５２ 一上記に記載の制御ユニット５３ 一人カデータユニット５４ 一データ表示ユニット５５ ユニット５１から５５は大体において知られているよう
に、デイスプレィやキーボード等のあるコンピューター
に組み込まれ、コンピューター内で、ここに記載の様々
な機能が多少ともハードウェアに集積され、あるいは、
ここに記載の方法とは別の方法で全体の機能は変えずに
分割される。

パラメータ記録ユニット５１は、次のものから信号形態
で入力データを受信する。

−パラメータライン１１５１を通る鋳型ステーション１
１ 一パラメータライン１３５１を通る中子設定装置３ 一パラメータライン２１５１を通る注入ステーション２
１ 一データ入カライン５４５１を通る入力データユニット
５４ 更に、パラメータ記録ユニット５１は、出力データ形式
での信号を計算ユニット５２に送るように適合させられ
る。

計算ユニット５２は、上述のようにパラメータ記録ユニ
ット５１からの入力データ信号を受信するように適合さ
せられ、次の機能を実行する。

−複数の制御信号の形で出力信号を制御ユニット５３に
送る。

一データライン５２５５を通り、適当な作動データをデ
ータ表示ユニット５５に送る。

制（卸ユニット５３は、 一上述のように、計算ユニット５２からの複数の制御信
号を受信し、 一次のように制御信号を送るように適合させられる。

一制御ライン５３２１を通り、注入ステーション２１に 一１個又は数個の制御ライン５３３１．５３３２と出来
る限り５３３１°を通り、切り換えコンベヤ３１と３２
に 一制御ライン５３４７を通り、分類ステーション４７に 一制御ライン５３４２を通り、水添加ユニット４２に 一制御ライン５３４３を通り、新しいサンド添加ユニッ
ト４３に 一制御ライン５３４４を通り、結合剤添加ユニット４４
に 一制御ライン５３４５を通り、添加剤添加ユニット４５
に もちろん装置は本発明により処理される機能以外の機能
に関して多くのパラメータと／又はライン又はワイヤ（
図示されていない）を備える。

゛　ステーションのド 注入ステーション２１内で、最適条件で鋳造を行うには
、注入ステーションを制御するのに使用される信号が次
の情報を備えた最少限のデータでなければならない。

一鋳型スチージョン１１から到着する時の鋳型の型 一中子設定装置１３が、問題の鋳型内に必要な中子を設
定したかどうか −鋳型が注入に耐えるだけ、堅固であるかどうか−鋳型
が堅固さ不足以外の理由で注入するのが不適当であるか
どうか 鋳型ステーション１１と中子設定装置１３のセンサー（
示されていない）によって、記載のデータに呼応して信
号が生成され、これらの信号は、それぞれパラメータラ
イン１１５１と１３５１を通り、パラメータ記録ユニッ
ト５１に送られる。

各鋳型に関するデータは、データ記録に集められ、ユニ
ット５１と５２と出来れば５３の適当な回路と／又はプ
ログラムによって、装置を通り、鋳型ステーション１１
から取り出しステーション４１に各鋳型を流していく。

パラメータ記録ユニット５１により受信された上記のデ
ータは、計算ユニット５２に送られ、計算ユニット５２
で上記の複数の制御信号に変えられ、制御ユニット５３
に送られ、注入ステーション２１の制御に関するパート
データに基づき、制御ライン５３２１を通り、このステ
ーションの機能を制御する。

この制御には、例えば次の事が含まれる。

−溶融金属が出口下に来た時に、注入ステーション２１
内の溶融金属の出口を鋳型の入口（ゲート）の計算され
た位置に対応する位置に移動させる一問題のデータが、
必要な中子が設定されていないことや、鋳型が必要な堅
固さを備えていないことや／あるいは、鋳型が何らかの
点で完全でない情報を含んでいる時には、注入ステーシ
ョン２１内の溶融金属出口は閉鎖され、問題となってい
る鋳型には注入されない。

１個又は数個の鋳型に、注入に不適当である可視信号が
出れば、作業者は入力データユニット５４で、適当に手
動介入し、注入ステーション２１での金属出口を閉鎖し
ても良い。

鋳型ステーション１１の各鋳型の製造と準備で、出来れ
ば中子設定装置１３により、生成された個別データ記録
は、適当にｒＦ　Ｉ　ＦＯＪバッファタイプのレジスタ
ーに記録され、このレジスター内で全ての列は、新たに
データ記録が入力される毎に１ステップ前進し、列に沿
ったいろいろな位置でデータが読み出され／あるいは、
様々なステーションや別の制御ユニットに別々に送られ
る。

この方法で、様々なステーションと別の制御ユニットは
、問題となっている鋳型又は材料がそれらの位置にある
時、あるいはそれらを通過する時に、様々なデータを受
信できる。

パラメータ記録ユニット内で、例えば入力データユニッ
ト５４を通り、例えば、注入ステーション２１で使用さ
れる金属合金の一群についての情報と共にデータが読み
込まれた場合にはこの情報に対応する記号のある各鋳型
を供給する手段を図示せず含んでも良く、装置の更に下
流でどの一群から問題の鋳造が始まっているのかを確認
できる。記号は、鋳型それ自身上に、可視信号あるいは
機械読み取り記号（例えばバーコード）として付けられ
るが、これに代わり、あるいはこれに付は加えて、問題
となる鋳型に関するデータ記録内に置くこともできる。

その目的は、装置のより下流、例えば、分類ステーショ
ン４７を使用し、−群から作られた鋳造金属のある鋳型
を拒否することである。−群は、目的に対して不適当で
あることが抽出されたサンプルの研究所試験でわがって
いるものである。

リ　えコンベヤのド 注入ステーション２１で金属が注入された鋳型が、取り
出しステーション４１に移動する前に十分冷却される様
に、ある一定の時間が必要である。が、鋳型が注入ステ
ーションを通りそこから搬送される速度は非常に速いの
で、これらの鋳型が取り出しステーション４１から一直
線の通路で運搬されるならば、コンベヤに長さが必要と
なる。

しかし、既存の鋳型ホールではその長さを見い出すこと
は困難であったり、不可能であるだろう。

装置の全長を短くする為に、注入ステーション２１から
抽出ステーション４１へのコンベヤの距離を部分的に幾
つかの、ここでは２つの横向きの切り換えコンベヤ３１
と３２に分割し、切り換えコンベヤ３１と３２は、鋳型
コンベヤ２２と一列に並んだコンベヤが満杯になれば別
のコンベヤに代わり、同時に停止し、別のコンベヤが同
時にスタートするように並べられている。この方法では
、「入れ替え」切り換えコンベヤ上にある鋳型が、冷却
される時間が見い出せる。一方新しい鋳型は、鋳型コン
ベヤ２２と一列に置かれた別のコンベヤに送られる。別
のコンベヤが満杯になれば（あるいは満杯になりそうに
なれば）コンベヤは切り換えられ、第一のコンベヤ上で
冷えた鋳型が取り出しステーションに送られ、鋳型コン
ベヤから新しい熱い鋳型か冷えた鋳型に続いて入ってく
る。

以前は、様々な切り換えコンベヤ間のこの切り換えは、
手動あるいは半自動で制御され、実際には、切り換え時
に鋳型コンベヤ２２と関連切り換えコンベヤ３１又は３
２の間の移動近くにある多くの鋳型で注入を阻止しなけ
ればならず、かなりの鋳型サンド、特に生産時間の浪費
があった。この問題は、計算ユニット５２により、移動
方向の型の総寸法に関するデータに基づき、切り換えコ
ンベヤ３１と３２が移動位置にある任意の鋳型をもたず
に、横方向に移動する時間を決定することで解決された
。これに必要な制御は、制御ユニット５３と制御ライン
５３３１と５３３２を通り、切り換えコンベヤ３１と３
２に対して行われる。

幾つかの理由で、切り換えコンベヤを横方向に移動させ
る前に、鋳型コンベヤ２２の出力端にある鋳型と、切り
換えコンベヤ３１又は３２の入力端にある鋳型間にある
間隔を設けることが、場合によっては好ましい。特に鋳
型ステーション１１で製造された個別鋳型が独立鋳型で
はないが、鋳型空洞を形成するのに次の鋳型ブロックで
、半分は後向き鋳型、半分は前向き鋳型を持つ場合には
多くの場合、上記の間隔を設けることが非常に必要とな
ってくる。そのような場合、中子設定装置１３が中子を
設定するのを排除し、注入ステーションが鋳型空洞に注
入するのを排除して、注入を不適合にする対応制御機能
がある。もちろんこれは、問題となっている鋳型に対応
するデータ記録へのデータ入力と、それからのデータ出
力で可能になるもので、その時、問題の鋳型は問題のス
テーションに対応する列、鋳型コンベヤ２２と切り換え
コンベヤ３１又は３２間の移行域に位置決めされている
。

正弧１己１死社輿 上述のように水添加ユニット４２は、制御ユニット５３
により制御され、任意の時間に取り出しステーション４
１に適量の水を添加し、取り出しステーション４１を離
れ、サンド処理ステーション４６に移行中の鋳型サンド
あるいはサンド処理ステーション４６から鋳型ステーシ
ョン１１に戻る鋳型サンドが正確水量を保持できるよう
にする。更に上述のように、添加ユニット４３かう４５
は、制御ユニット５３により制御され、新たに鋳型サン
ド、結合材、添加剤を別々にサンド処理ステーション４
６に供給し、サンド処理ステーション４６では添加され
た構成物が「古い」鋳型サンドと混合し、最終的には鋳
型ステーション１１に戻り、新しい鋳型を作るのに再使
用される。

それ故、鋳型ステーション１１で作られる新しい鋳型は
元の鋳型サンドに加えて、一定量の水と一定量の新しい
鋳型サンド、結合材と添加剤をそれぞれに含み、これら
は、全て消失した鋳型サンドの代わりになったり鋳型の
堅固さを十分なものにしたり、溶融金属が鋳型の空洞壁
と接触した時に生じる作用を強化したりするのに必要で
ある。

その目的は、鋳物の表面に影響を与えたり、離れを良く
したり、あるいは、離れ特性をもたせることである。

もちろん注入された金属によって鋳型に伝えられた熱に
より、ある量の水分が蒸発し、一方この蒸発は何らかの
理由で一上記参照のこと一金属が問題となる鋳型空洞に
注入されない場合には起こらないであろう。

任意に取り出しユニット４１に添加される水量は、出来
る限り実際の必要性に対応するように、注入ステーショ
ン２１は、次の情報をパラメータライン２１５１を通り
伝送する。

一第一に、問題となっている鋳型に注入されているかど
うか 一第二に、鋳型重量、注入された金属の重量と温度など
のパラメータ 次にこの情報は上述と同じ方法で問題となる鋳型と関係
したデータ記録に組み込まれ、その記録は取り出しステ
ーション４１に対応する「列」の位置に来ると、うまく
水添加ユニット４２に命令を送る。更にこの制御手段は
、入力データユニット５４を通る、適当なデータ入力に
より影響されることはもちろんである。

添加ユニット４３から４５の制御は、同じ方法で行われ
、様々な添加に重要なパラメータを感知できる。そのよ
うなパラメータ感知が不可能である限り、この制御は、
経験的に実行されなければならない。例えば、サンド回
路のある点で、鋳型サンドサンプルの実験室試験により
、制御データの基礎が作られ、この基礎データは再び入
力データユニット５４に送られる。しかしながら、特に
結合剤の添加（添加ユニット４４）と、添加剤の添加（
添加ユニット４５）は、各鋳型で使用される鋳型サンド
の量に依存し、そのため鋳型ステーション１１からの関
連データは、これらの添加を制御するのにうまく利用で
きることは明らかである。

【図面の簡単な説明】

添付の図面は、本発明の装置の一実施態様示すものであ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ａ）鋳型製造および準備ステーション（１１）、 ｂ）前記鋳型製造および準備ステーションで製造されか
   つ準備された鋳型を搬送するために、前記鋳型製造およ
   び準備ステーション（１１）から通っている鋳型コンベ
   ヤ（２２）、 ｃ）前記鋳型コンベヤ（２２）上に置かれた鋳型中に溶
   融金属を注入するようになした、前記鋳型コンベヤ（２
   ２）に配置された注入ステーション（２１）、 ｄ）前記鋳型コンベヤ（２２）の延長部を構成しかつこ
   のコンベヤに乗って搬送されて来た鋳型を受け取ること
   が出来るようになされ、搬送方向に対して横方向に切り
   換えられうる少なくとも二つの切り換えコンベヤ（３１
   、３２）、およびｅ）切り換えコンベヤの一つに乗って
   搬送されて来た鋳型を受け取るようになされ、鋳型、こ
   れらの中に注入された鋳物、およびすべての中子が互い
   に分離される取出しステーション（４１）からなる自動
   鋳造装置において、 ｆ）パラメータ記録、計算および制御装置（５１、５２
   、５３）であって、以下においてＰＣＣ装置と称され、
   少なくとも ｆ１）コンベヤの最も後の切り換え以来の鋳型コンベヤ
   （２２）に乗って搬送されて来た鋳型の搬送方向におけ
   る全体の長さの情報を受け取り、ｆ２）かくして受け取
   った情報に基づき、前記の切り換えコンベヤ（３１、３
   ２）を、鋳型コンベヤ（２２）の延長に置かれた一つの
   切り換えコンベヤ（３１又は３２）に所定の長さの鋳型
   がもたらされた時にこの切り換えコンベヤを横方向に切
   り換えて他方の切り換えコンベヤ（３２又は３１）で置
   き換えられるように、制御する ようにしたＰＣＣ装置を具備したことを特徴とする自動
   鋳造装置。 ２、前記ＰＣＣ装置（５１、５２、５３）は、前述の前
   記切り換えコンベヤの横方向への切り換えが行われる前
   に特別の搬送運動を行うように、鋳型コンベヤ（２２）
   の延長にある切り換えコンベヤ（３１又は３２）を制御
   するようにもなされている請求項１記載の自動鋳造装置
   。 ３、前記ＰＣＣ装置（５１、５２、５３）は、ａ）前述
   の切り換えコンベヤの切り換えにより偶然に鋳型片が互
   いに離れて運びさられた鋳型空洞中へは注入するのを排
   除するように前記注入ステーション（２１）を制御し、
   かつ ｂ）自動鋳造装置が中子設定装置を有していれば、前記
   ａ）項で述べた鋳型空洞および／または鋳型片に中子を
   置くのを排除するように前記中子設定装置を制御する ようにもなされていて、搬送方向に見て最後方に位置し
   た鋳型片が同じ方向にみて最前方に位置した鋳型片と協
   働して鋳型空洞を形成するようになった鋳型に注入する
   のに適した請求項１または２記載の自動鋳造装置。 ４、ａ）パラメータ記録装置（５１）は記録されたパラ
   メータを情報信号グループに、例えばデータ記録の形に
   変換し、ＰＣＣ装置（５１、５２、５３）に含まれた連
   絡設備（５２）により、各グループは問題のパラメータ
   が関係している個々の鋳型に関連せしめられ続け、 ｂ）前記ＰＣＣ装置（５１、５２、５３）に含まれた作
   業ステーションに関連せしめられた制御装置（５３）は
   前記情報グループに含まれているパラメータ信号を制御
   信号として使用するようになされている 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の自動鋳造装置。