JPH07228B2

JPH07228B2 - 自動鋳造装置

Info

Publication number: JPH07228B2
Application number: JP2130118A
Authority: JP
Inventors: クルト・ヘルイエ・ラルセン
Original assignee: ダンスク・インデユストリ・シンデイカト・アクツイエセルスカブ
Priority date: 1989-05-19
Filing date: 1990-05-18
Publication date: 1995-01-11
Anticipated expiration: 2010-01-11
Also published as: DK245389D0; DK245389A; DE4016112C2; DE9005691U1; DE4016112A1; RU2053861C1; US5069267A; JPH03174970A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、請求項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に記載の切換えコンベヤを設置す
る理由は多くの場合、装置の全長が鋳物工場の使用可能
な空間によって制限を受けることと、鋳型が取出しステ
ーションへ到るまでに通過するコンベヤの全長が、鋳型
と鋳型内の鋳造物との冷却のために必要な十分な時間が
得られるような長さが必要であることによる。

従来の装置では、切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、切換えコンベヤの横方向の移動時に、鋳型コンベヤ
と切換えコンベヤとの間の乗移り部分にたまたままだ固
まっていない内容物の入った鋳型が位置しているとかか
る鋳型が開き、溶融した金属が流出し、作業を中断して
しまうことがあるので、このようなことのないようにあ
る数の鋳型への注入を行わないようにする必要があっ
た。

本発明の目的は、上述した形式の自動鋳造装置であっ
て、鋳込みに使用されない鋳型の数を最少限に低減しう
るものを提供することである。かかる目的は、本発明に
よれば、請求項１の特徴とする構成を採用することによ
り達成される。この構成によれば、前記の乗移り部にお
いて鋳型が開いたり損傷する危険度が最少となるように
切換えコンベヤの横方向移動の時点を正確に計算でき
る。前記乗移り部において鋳型が損傷するのを防ぐ更な
る安全策は、請求項２に記載の構成により達成される。
即ち、切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
をあけるのである。

請求項２に記載の構成によれば多くの場合、切換えコン
ベヤの横方向移動時に偶然、乗移り部位ある鋳型に注入
しないようにする必要は全くなくなる。しかし、請求項
３に記載され形式の鋳型が使用される場合、その正確な
機能は、注入の間および鋳型の金属が固まるまで隣接す
る鋳型が互いに密接した状態に保持されることによって
はじめて得られる。このような鋳型を使用することによ
り乗移り部で生じるかもしれない問題は、請求項３に記
載の構成により回避しうる。即ち、切換えコンベヤの横
方向移動時に開くであろう鋳型空洞への鋳込みと中子の
設定が防止されるのである。

従来のワイヤやリレー等を用いて必要なパラメータを感
知したり、必要な制御手段を構成したりすることは、明
らかに可能ではあるが、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、感知したパラメータまたはかかるパラメー
タから発生された制御信号を、感知開始時間から問題の
制御機能が完了するまで記憶することが特に容易にな
る。請求項４に記載の構成は、これに対する解決を与え
る。即ち、様々な感知や制御機能を装置の簡単な再プロ
グラムにより容易に変化させることができる。

以下、本発明を図面を参照して説明する。図面は本発明
による自動鋳造装置の一実施例を示す。この装置では、
例えば鉄または鉄合金の鋳物がサンド鋳型によって製造
され、その後サンド鋳型は破砕され、破砕された鋳型サ
ンドは再使用される。

図面に示されている本発明の自動鋳造装置の実施例は、
本発明の制御過程をわかり易くするために、できるだけ
単純化して描かれている。

図面において、注入と注入に関連した作業を行う部分
は、図面の下半分に示されており、この部分は次のセク
ションを含む。

鋳型製造、準備ステーション11 鋳型サンドの如き適当な鋳型材料によって鋳型片を作
り、この鋳型片を図面中右端から送出す。

中子設定装置13 鋳型製造、準備ステーション11で作られた鋳型に所望の
中子を置き、これを次段の鋳型コンベヤ22に送る。

鋳型コンベヤ22 中子設定装置13から受けた鋳型を下記の鋳込ステーショ
ン21を通して下記の一組の切換えコンベヤ31,32に送
る。

鋳込ステーション21 溶融金属を周知の態様で鋳型内に注入する。

切換えコンベヤ31,32 鋳型をそれぞれ同一方向に移送するものであって、いず
れかのコンベヤ31または32が鋳型コンベヤ22の延長線上
に位置するように横方向に切換えられ、鋳型の滞留時
間、従って鋳型を鋳型コンベヤ22から次段の取出しステ
ーション41へ送り出すまでの冷却時間を長くする。

取出しステーション41 鋳型を例えばドラム内で転動させることにより、鋳型お
よび中子が設置されている場合にはその中子から鋳物を
分離し、好ましくは水を添加してダストを固め、鋳物の
取出しによって分離された使用済みの鋳型サンドを更に
冷却すると共に鋳型サンドの水分含有量を適当な値に
し、鋳型サンドを次段のサンド処理ステーション46へ送
る。

サンド処理ステーション46 取出しステーション41から受取った鋳型サンドを鋳型製
造、準備ステーション11で再使用するために、この鋳型
サンドに例えば新しい鋳型サンド、ベントナイト、炭素
粉末および／または他の結合剤および／または添加剤を
加えて処理する。

図面に示されているように、成形され冷却され取出され
た鋳物は、図面の最下部に示されている取出しステーシ
ョン41から取出される。図面では鋳込ステーション21、
鋳型コンベヤ22、切換えコンベヤ31、取出しステーショ
ン41を通過する金属の流れは、一点鎖線で示されてい
る。一方鋳型製造、準備ステーション11、鋳型コンベヤ
22、切換えコンベヤ31、取出しステーション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。

上述のユニットとは別に、装置は分類ステーション47を
備えていても良く、これは、切換コンベヤ31は破線で示
された31′の位置にある時の切換コンベヤ31の送出し端
に示されている。分類ステーション47は、鋳物金属の有
無に関わらず、何等かの理由で取出しステーション41へ
送る必要のない鋳型を分類するのに使用される。

更に、図示された装置は水、新しい鋳型サンド、結合剤
等を添加する装置を次の形で備えている。

水添加ユニット42 水添加パイプ4241を通り、取出しステーション41に水を
供給する（なお、様々なユニットを相互に接続するパイ
プ又はラインに付した番号は、最初の二つの数字が対応
するユニットの番号を示し、最後の二つの数字が、各ユ
ニットの作用を受けるセクションの番号を示す）。

新しいサンドの添加ユニット43 新しいサンドのパイプ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。

結合剤添加ユニット44 結合剤パイプ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。

添加剤添加ユニット45 添加剤パイプ4546を通り、サンド処理ステーション46に
更に別の添加剤を供給する。

42から45の全ての添加ユニットは、制御ユニット53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5342-5345を通して個々の添加ユ
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を実行する装置は、
様々なステーションあるいはユニットに示されていない
センサーや、制御コンバーター等以外に次のものを含
む。

パラメータ記録ユニット51、計算ユニット52、前記制御ユニット53、入力データユニット54、データ表示ユニット55。

ユニット51から55は一般的にそうであるように、ディス
プレイやキーボード等を備えたコンピュータに組込ま
れ、コンピュータ内で、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を変えることなく分割さ
れうる。

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。即ち、パラメータライン1151を通して鋳型製造、準備ステーシ
ョン11から、パラメータライン1351を通して中子設定装置13から、パラメータライン2151を通して鋳込ステーション21か
ら、入力データライン5451を通して入力データユニット54か
らそれぞれ入力データを受信する。

更に、パラメータ記録ユニット51は、出力データ形式で
計算ユニット52に信号を送るようになされている。

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し、次の機能を実行す
る。

複数の制御信号の形で出力データを制御ユニット53に送
り、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。

制御ユニット53は、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、次のように制御信号を送る。即ち、制御ライン5321を通り、鋳込ステーション21に、１個または数個の制御ライン5331,5332と5331′（この
制御ライン5331′が設けられている場合）を通り、切換
えコンベヤ31と32に、制御ライン5347を通り、分類ステーション47に、制御ライン5342を通り、水添加ユニット42に、制御ライン5343を通り、新しいサンドの添加ユニット43
に、制御ライン5344を通り、結合剤添加ユニット44に、そし
て制御ライン5345を通り、添加剤添加ユニット45にそれぞ
れ制御信号を送る。

もちろん装置は本発明に関連した機能以外の機能に関し
て多くのパラメータおよび／またはラインまたはワイヤ
（図示されていない）を備えている。

鋳込ステーション21の制御鋳込ステーション21で最適条件で鋳造を行うには、鋳込
ステーション21を制御するのに使用される信号が最低限
次の情報を備えたデータでなければならない。即ち、鋳型製造、準備ステーション11から到着する時の鋳型の
形式（使用者によって数字や文字によって識別された、
鋳型の大きさや形状等）、中子設定装置13が、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、および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
るかどうかに関する情報を有している必要がある。

鋳型製造、準備ステーション11と中子設定装置13のセン
サ（図示されていない）によって、上述のデータに対応
する信号が発生され、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と場合によっては53の適当な
回路および／またはプログラムによって、鋳型製造、準
備ステーション11から取出しステーション41への各鋳型
の流れに追従する。

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
る。そして制御ユニット53は鋳込ステーション21の制御
に関するパートデータ（データの一部）に基づき、制御
ライン5321を通り、鋳込ステーション21の機能を制御す
る。

この制御には、例えば次のことが含まれる。即ち、鋳型の入口（ゲート）が鋳込ステーション21の溶融金属
の出口の下に来た時に、前記の溶融金属の出口を鋳型の
入口の計算された位置に対応する位置に移動させるこ
と、およびデータが、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、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、鋳込
ステーション21の溶融金属出口を閉塞し、その鋳型には
注入しないことである。

１個または数個の鋳型に、鋳込み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
動介入して鋳込ステーション21で金属出口を閉鎖しても
良い。

鋳型製造、準備ステーション11の各鋳型の製造と準備
で、そして場合によって中子設定装置13により作られた
個別データ記録は、「FIFO」バッファタイプのレジスタ
に記録するのが好ましく、このレジスタ内で全ての待ち
行列は、新たにデータ記録が入力される毎に１ステップ
前進し、待ち行列に沿ったいろいろな位置でデータが様
々なステーションや他の被制御ユニットから読出されま
たはそれらへ読込まれる。このようにして、様々なステ
ーションと他の被制御ユニットは、鋳型または鋳型用の
材料がこれらのステーションまたは被制御ユニットに位
置してい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51内で、例えば入力データユニ
ット54を通り、例えば、鋳込ステーション21でその時使
用されている金属合金のバッチについての情報を有する
データを読取ることができる。その場合にはこの情報に
対応するマークを各鋳型に付与する手段（図示せず）を
設けて、装置の更に下流側でどのバッチによって鋳型が
製造されたかを確認しうるようにすることができる。前
記マークは、鋳型それ自身の上に可視マークとしてある
いは機械で読取りうるマーク（例えばバーコード）とし
て付与することができるが、これに代わり、あるいはこ
れに加えて、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、あるバッチが、そのサン
プルを試験した結果不適当であること判明した場合に、
そのバッチから製造された鋳物を収容した鋳型を装置の
より下流、例えば、分類ステーション47を使用して拒否
することである。

切換えコンベヤ31,32の制御鋳込ステーション21金属が注入された鋳型を、取出しス
テーション41に移動する前に十分冷却するにはある一定
の時間が必要である。しかし、鋳型が鋳込ステーション
21へ、そして鋳込ステーション21を通ってそこから搬送
される速度は非常に速いので、これらの鋳型が取出しス
テーション41へ一直線の経路で運搬されるならば、既存
の鋳型工場では設置するのが困難なまたは不可能な程の
長さのコンベヤを必要とする。従って、装置の全長を短
くするために、鋳込ステーション21から取出しステーシ
ョン41へのコンベヤの距離を部分的にいくつかの、ここ
では二つの並設した切換えコンベヤ31,32に分割し、こ
れらの切換えコンベヤ31,32を、鋳型コンベヤ22と整列
した切換えコンベヤが満杯になれば他方の切換えコンベ
ヤに代えると同時に停止させ、他方のコンベヤをこれと
同時にスタートするように構成している。このようにし
て、側方へそらされた切換えコンベヤ上にある鋳型に必
要な冷却時間が与えられる。一方新しい鋳型は、鋳型コ
ンベヤ22と整列した方のコンベヤに送られる。このコン
ベヤが満杯になれば（あるいは満杯になりそうになれ
ば）両切換えコンベヤ31,32は切換えられ、他方のコン
ベヤ上で冷えた鋳型が取出しステーションに送られ、こ
の他方のコンベヤに鋳型コンベヤ22から新しい熱い鋳型
が冷えた鋳型を追って入ってくる。

以前は、複数の切換えコンベヤ間のこの切換えは、手動
あるいは半自動で制御され、実際には、切換え時に鋳型
コンベヤ22と関連した切換えコンベヤ31または32との間
の乗移り部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
の鋳型の総寸法に関するデータに基づき、いかなる鋳型
をも乗移り部に存在させることなく切換えコンベヤ31,3
2を横方向に移動する時間を決定することで解決され
る。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、切換えコンベヤ31と32に対して行わ
れる。

いくつかの理由で、切換えコンベヤ31,32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、
切換えコンベヤ31または32の入力端にある鋳型との間に
ある間隔を設けることが好ましい。特に鋳型製造、準備
ステーション11で製造された各鋳型が独立した鋳型では
なく、各鋳型の後半分が次の鋳型の前半分と合わさって
鋳型空洞を形成するようになっている場合には多くの場
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、鋳込むのに不適当な鋳型空洞内に
中子設定装置13が中子を設定しないようにし、鋳込ステ
ーション21が鋳込まないようにする制御機能が必要であ
る。もちろんこれは、問題となっている鋳型に対応する
データ記録が、その鋳型の位置しているステーションに
対応する待ち行列に沿った位置にある時に、鋳型コンベ
ヤ22と切換えコンベヤ31または32との間の乗移り部を前
記データ記録にデータ入力しまたは前記データ記録から
データ出力することにより可能である。

上述の間隔は、鋳型コンベヤ22と整列しかつ所定の長さ
にわたって鋳型を担持した切換えコンベヤ31または32
に、ある距離だけ追加的に搬送運動するよう指令するよ
うに計算ユニット52を形成することで最も簡単に得るこ
とができる。

添加ユニット42〜45の制御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、取出しステーション41にいつでも適量の水
を添加し、取出しステーション41を出てサンド処理ステ
ーション46に移行し、サンド処理ステーション46から鋳
型製造、準備ステーション11に戻る鋳型サンドが正確な
水量を保持するようにする。これの重要性は鋳造技術者
によって良く知られている。更に上述のように、添加ユ
ニット43乃至45は、制御ユニット53により制御され、新
しい鋳型サンド、結合剤、添加剤を別々にサンド処理ス
テーション46に供給し、サンド処理ステーション46では
添加された材料が「古い」鋳型サンドと混合し、最終的
には鋳型製造、準備ステーション11に戻り、新しい鋳型
を作るのに再使用される。

それ故、鋳型製造、準備ステーション11で作られる新し
い鋳型は元の鋳型サンドに加えて、ある量の水とある量
の新しい鋳型サンド、結合剤および添加剤を含み、これ
らは、全て消失した鋳型サンドを補給して鋳型の堅固さ
を十分なものにしたり、溶融金属が鋳型の空洞壁と接触
する時に生じる作用を良好にしたりするのに必要であ
る。その目的は、例えば鋳物の表面に好影響を与えた
り、離型を良くしたりすることである。

もちろん注入された金属によって鋳型に伝えられる熱に
より、ある量の水分が蒸発するが、この蒸発は上述した
何らかの理由で金属が鋳型空洞に注入されない場合には
起こらないであろう。

鋳込ステーション21は取出しユニット41に添加される水
量をできる限り実際に必要とする量に対応させるよう
に、次の情報をパラメータライン2151を通って送る。即
ち、第一に、問題となっている鋳型が鋳込まれているかどう
か、第二に、鋳型重量、鋳込まれた金属の重量と温度などの
パラメータである。

次にこの情報は上述したのと同じ態様でその鋳型と関係
したデータ記録に組込まれ、その記録は取出しステーシ
ョン41に対応する「待ち行列」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乃至45の制御も同様な方法で行われ、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、鋳型サンドのサンプルを実験室で試験するこ
とにより、制御データの基礎が作られ、この基礎データ
は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、そのため鋳型製造、準備ステーション11
からの関連するデータは、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】添加の図面は、本発明の自動鋳造装置の一実施例を示す
ものである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ａ）鋳型製造、準備ステーション（11）、ｂ）前記鋳型製造、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、準備ス
テーション（11）から延びた鋳型コンベヤ（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前記鋳型コンベヤ（22）に配置さ
れた鋳込ステーション（21）、ｄ）鋳型の搬送方向に対して横方向に切換えうる少なく
とも二つの切換えコンベヤ（31,32）であって、前記鋳
型コンベヤ（22）の延長部を構成しかつ鋳型コンベヤ
（22）に乗って搬送されて来た鋳型を受け取ることが出
来るようになされた切換えコンベヤ（31,32）、およびｅ）切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を互いに分離する取出しス
テーション（41）を備えた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、少なくとも f1）切換えコンベヤの最後の切換え以後に鋳型コンベヤ
（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）このようにして受け取った情報に基づき、前記切換
えコンベヤ（31,32）を、鋳型コンベヤ（22）の延長に
置かれた一方の切換えコンベヤ（31または32）に鋳型が
所定の長さにわたって載置された時にこの切換えコンベ
ヤを横方向に切換えて他方の切換えコンベヤ（32または
31）で置き換えるように、制御するようにしたパラメータ記録、計算および制御装置（51,5
2,53）を具備したことを特徴とする自動鋳造装置。
【請求項２】パラメータ記録、計算および制御装置（5
1,52,53）は、鋳型コンベヤ（22）の延長にある一方の
切換えコンベヤ（31または32）上に鋳型が所定の長さに
わたって載置された時に、切換えコンベヤ（31,32）の
横方向の切換えの前に、前記の一方の切換えコンベヤ
（31または32）をその搬送方向に更にある距離だけ追加
的に搬送運動するように前記一方の切換えコンベヤ（31
または32）を制御するようにしたことを特徴とする請求
項１記載の自動鋳造装置。
【請求項３】搬送方向に見て後方の鋳型片が同じ方向に
見て前方の鋳型片と組合されて鋳型空洞を形成するよう
にした鋳型に鋳込むようにした請求項１または２記載の
自動鋳造装置において、パラメータ記録、計算および制
御装置（51,52,53）はａ）切換えコンベヤ（31,32）が横方向に切換えられる
時に、前記の前方の鋳型片が切換えコンベヤ（31または
32）に乗る一方前記の後方の鋳型片が鋳型コンベヤ（2
2）にとどまる鋳型の鋳型空洞には鋳込みを行わないよ
うに鋳込ステーション（21）を制御し、ｂ）自動鋳造装置が中子設定装置（13）を備えている場
合には、前記鋳型空洞および／または前記鋳型片に中子
を置かないように前記中子設定装置（13）を制御するよ
うにしたことを特徴とする請求項１または２記載の自動鋳造装
置。
【請求項４】ａ）パラメータ記録、計算および制御装置
（51,52,53）に含まれた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、パラメータ記録、計算および制御
装置（51,52,53）に含まれた計算ユニット（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
の鋳型に組合せられ続け、ｂ）前記パラメータ記録、計算および制御装置（51,52,
53）に含まれかつ作業ステーションに関連せしめられた
制御ユニット（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
ていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項
に記載の自動鋳造装置。