JPS6216867A - 自動注湯機の注湯量調整装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、溶湯炉内のアルミ、鉄などの溶湯を、ラドル
により汲み上げて、鋳型内へ流し込む自動注湯機の注湯
量調整装置に関する。

（従来の技術） 従来、ロボットや専用機の応用により人手によらず自動
的に定量注湯を行なえるようにした自動注湯機がある。

この自動注湯機は、一般に、溶湯炉内の溶湯を汲み上げ
てその注湯口より鋳型内に前記溶湯を流し込むためのラ
ドルと、該ラドルを傾動させるアクチュエータと、該ア
クチュエータに、汲湯時に行なわせる汲湯傾動角度およ
び注湯時に行なわせる注湯傾動角度を指令するラドル制
御装置とを備える構成とされており、汲湯時にはラドル
を一定角度だけ傾動させて湯切りを行なうことによりラ
ドル内に一定量の注湯を汲み入れ、注湯時にもラドルを
一定角度だけ傾動させて溶湯の流出量を一定にすること
により、定量注湯を行なうようにしたものである。

ところが、ラドル交換の際に今まで用いていたラドルと
新たに用いようとするラドルとの間に寸法差つまり容量
差があったり、あるいは溶湯の中に必然的に含まれる不
純物が固まり一種のカスとなったノロがラドルに付着す
る等して注湯量の変化が避けられなかった。

（発明が解決しようとする問題点） そこで近時においては、自動注湯機に注湯量調整装置が
備え付けられている。

この注湯量調整装置について図面を参照しながら説明す
る。

第１４図および第１５図において、１はラドル。

２はアクチュエータとなるモータ、３はモータドライバ
、４はラドル制御装置、５はポテンショメータ、６は比
較器である。ラドル制御装置４は、第１６図に示す注湯
傾動角度α＋βに相当する指令電圧信号を出力する。ポ
テンショメータ５はラドルｌの傾動角度位置を検出して
その検出電圧信号を出力する。ラドル制御装置４の指令
電圧信号は後述の加算機を介して比較器６の一入力端に
入力され、ポテンショメータ５の検出電圧信号は比較器
６の他入力端に入力されるようになっており、比較器６
は、これらの両型圧信号の差を取った比較電圧信号をモ
ータドライバ３に入力する。このモータドライバ３は、
比較電圧信号のレベルがＯになるまでモータ２を駆動す
るようになっており、従ってラドル１は角度α十βだけ
傾動されて止められるようになっている。

７は加算機、８はポテンショメータでアリ、これらが従
来の注湯量調整装置を構成するものである。すなわち、
加算機７はラドル制御装置４の指令電圧信号とポテンシ
ョメータ８の出力電圧信号とを加算した加算電圧信号を
比較器６の一入力端に入力するもので、この結果、第１
５図に示す角度γに相当する電圧信号がポテンショメー
タ８から出力されていたとすると、角度位置θｌ〜θ３
は角度γだけシフトすることとなるから、ポテンショメ
ータ８を操作すれば角度γが変えられることとなるので
、注湯量を調整　　　　　□できることとなるのである
。

しかしながら、この従来のものは、アナログ信号を扱う
回路で構成されているため次の様な問題がある。

ｑ）　回路特性の、長期使用による経年変化が避けられ
ないことから、長期に亘る性能保障が難かしい。

（リ　回路特性の、温度による経時変化が避けられない
ことから、調整を頻繁に行う必要がある。

■　■と同じ理由により、回路特性が安定しないことと
なるので、調整はラドルを見ながら行なわなければなら
ないこととなり、熟練者でなければ正確に操作できない
。

■　（りと同様の理由により、自動注湯機本体の近傍に
は設置できないこととなるので、配線をその分長く延ば
さなければならないこととなり、扱う電流が微少になる
ほど信頼性にかけることとなると共に、ラドルが見にく
い状態になることもあることとなり、この点からも正確
に操作できないと言える。

本発明は、この点に鑑みてなされたもので。

その目的とするところは、回路特性の変化により、２整
精度が左右されることのないようにし、もって■〜■の
問題を生ずることのない注湯量調整装置を提供すること
にある。

（問題点を解決するための手段） そのため、本願第１の発明は、 溶湯炉内の溶湯を汲みＬげてその注湯口より鋳型内に前
記溶湯を流し込むためのラドルと、該ラドルを傾動させ
るアクチュエータと、該アクチュエータに、汲湯時に行
なわせる汲湯傾動角度および注湯時に行なわせる注湯傾
動角度を指令して前記鋳型に定量注湯させるラドル制御
装置とを備えた自動注湯機において、 前記ラドル制御装置に設けられ、前記汲湯傾動角度およ
び前記注湯傾動角度のうち少なくともいずれか一方のＸ
＊傾動角度データならびに該基準傾動角度データにオフ
セットをかけた複数のオフセット傾動角度データからな
る傾動角度データ群を記憶する記憶部と、 前記傾動角度データ群の中から、一つの傾動角度データ
を指定するためのディジタルスイッチと、 該ディジタルスイッチの指定出力が入力され、該指定出
力に応じて、前記ラドル制御装置に対し、前記傾動角度
データ群の中から一つの傾動角度データを選択出力する
ように指示するプログラマブルコントローラと、 からなることを特徴とする。

また、本願第２の発明は、 溶湯炉内の溶湯を汲み上げてその注湯口より鋳型内に前
記溶湯を流し込むためのラドルと、該ラドルを傾動させ
るアクチュエータと、該アクチュエータに、汲湯時に行
なわせる汲湯傾動角度および注湯時に行なわせる前記汲
湯時とは逆方向の注湯傾動角度を指令して前記鋳型に定
量注湯させるラドル制御装置とを備え、前記ラドルは、
前記汲湯時に行・なう汲湯傾動よりも前記注湯時に行な
う注湯傾動の方がその傾動角度に対する前記溶湯の流出
量が多くなる構成とされている目動注湯機において、 前記ラドル制御装置に設けられ、前記汲湯傾動角度およ
び前記注湯傾動角度のそれぞれについて基準傾動角度デ
ータならびに該基準傾動角度データにオフセットをかけ
た複数のオフセット傾動角度−データからなる傾動角度
データ群を記憶する記憶部と。

前記汲湯傾動角度および前記注湯傾動角度のそれぞれに
ついて前記傾動角度データ群の中から一つの傾動角度デ
ータを指定するディジタルスイッチと、 該ディジタルスイッチの指定出力が入力され、該指定出
力に応じて、前記ラドル制御装置に対し、前記傾動角度
データ群の中から一つの傾動角度データを選択出力する
ように指示するプログラマブルコントローラと、 からなることを特徴とする。

（発明の作用） まず、本願第１および第２の発明によれば。

ディジタル信号を扱う回路で注湯量の調整を行うことが
できるものである。すなわち、テドル制御装置からデー
タのかたちで指令を出すようにしたものであって、これ
により、アナログ式のもののように、一定の指令電圧値
を維持しなければ、注湯量が変動するといったようなこ
とはなく、回路特性の変化に左右されることがないこと
となる。

また、第２の発明によるときは、注湯傾動角度を粗調整
用とし、汲湯傾動角度を微調整用として利用するように
したものであり、これによって調整中が広くかつその調
整中全般に亘り微調整ができることとなる。そして、粗
調整と微調整とを注湯時の傾動および汲湯時の傾動に分
けて行なうようにしたことから、記憶部に記憶させるべ
き動作ポイント数ならびにプログラマブルコントローラ
のシーケンスを構成するステップの数を極力少なくでき
ることとなる。

（実施例） 以下に本発明の実施例を図面に基いて説明する。

まずラドル１について説明すると、第５図〜′ＰＪ７図
において、このラドルｌの開口縁部ＩＡは先窄まりの形
状を呈し、その先端部が注湯口ＩＢとされ、この注湯口
ＩＢとは反対側の底部には汲湯口ＩＣが開口するもので
ある。開口縁部ＩＡの両側中央部には取付板部１０，１
０が６設され、この取付板部１０．１０には夫々取付孔
ＩＥが穿設されていて、ラドルｌは、この取付孔ＩＥを
もって軸着され、この取付孔ＩＥを中心にして傾動する
。ここで、汲湯時にはその湯切りの際に汲湯口ＩＣが下
降するよう矢印Ｘ方向に傾動させられ、注湯時には逆に
注湯口ＩＢが下降するように矢印Ｙ方向に傾動させられ
る。

ラドル１は注湯口ＩＢに傾斜状につながる底部ＩＦを有
し、この底部ＩＦの注湯口ＩＢのある側とは反対側端部
には開口縁部ＩＡに対して直立する直立板部ＩＧが形成
されており、溶湯は、この直立板部ＩＧの先端高さまで
入るようになっている。

これによりラドル１は、汲湯時に行なう傾動よりも注湯
時に行なう傾動の方がその傾動角度に対する溶湯の流出
量が多くなる構成とされている。

第８図に示すように、このラドルｌは、ロボットや専用
機により、まず溶湯炉９内に入れられる。すると、溶湯
が汲湯口ＩＣからラドル１内に入る。そして、適当なタ
イミングで、ラドル１はＸ方向に傾動させられ、次いて
溶湯炉９から出される。すると、汲湯口ＩＣから所定量
の溶湯が流出し湯切りが行なわれて、ラドルｌ内の溶湯
が適量にされる。この湯切り完了後、ラドルｌは水平状
態とされて内部の溶湯が漏れないように鋳型１０上まで
運ばれる。ここで、ラドル１はＹ方向の傾動がなされて
鋳型１０への注湯が行なわれる。すなわち、まず、溶湯
が注湯口ＩＢの間際に来る角度まで高速で傾動され（第
２傾斜）、次に徐々にゆっくりと傾動され（第３傾斜）
、低速で最大傾斜角度まで傾動されて（第４傾斜）、最
後に起き上がるようにＸ方向に傾動され湯切りが行なわ
れる（第５傾斜）。

このような一連の傾動動作において、本発明におっては
、汲湯時ならびに注湯時の夫々の傾動動作を調節するこ
とによって注湯量を調整しようというものであり、夫々
の傾動動作の傾動角度と注湯量との関係を示すと第９図
〜第１２図の狼なものとなる。尚、これらは、ラドルｌ
が、汲湯時に１度傾斜したときには注湯量の変化量が２
５ｃｃ　（８８ｇ　）であり、かつ注湯時に１度傾斜し
たときには注湯量の変化量が８５ｃｃ　（１８３ｇ）で
あるものについて表わしている。

これらの特性を見ると、注湯時の傾動角度を粗調整に利
用し、汲湯時の傾動角度を微調整に利用できることがわ
かる。すなわち、例えば注湯時および汲湯時の傾動角度
に夫々１０段階の調整段階を設ければ、注湯時の傾動角
度の各段階において汲湯時の傾動角度の１０段階を存在
させることにより　ｌＯＯ段階の調整が可能になるので
ある。したがって、第１３図のグラフを参照すると、後
述するように、注湯傾動角度指定用のディジタルスイッ
チで指定番号を「２」とし、汲湯傾動角度指定用のディ
ジタルスイッチで指定番号を「５」とした場合には、注
湯量が２５ｃｃとなるのであって、注湯傾動角度の１段
階を５０ｃｃ、汲湯傾動角度の１段階を５ｃｃとすれば
、５００　ｃｃの調整装を持って５ｃｃ単位で微調整が
行なえることとなる。

第１図は５以上の様な注湯量調整を可能とする本発明の
注湯量調整装置の構成をラドル駆動系と共に示したもの
である。

この図において、１１はモータ、１２はモータドライバ
、１３はラドル制御装置、１４はエンコーダ、１５はラ
ドル駆動機構であり、ここではエンコーダ１４によって
ラドル駆動機構１５を介してラドル１の位置が検出され
、その検出信号はラドル制御装置１３に入力されて、こ
のラドル制御袋２１３によりラドル１の位置に対応した
制御が行なわれるようになっている。尚、このエンコー
ダ１４は、モータ１１としてパルスモータの様にオープ
ンルーズ制御が可能なものを用いるときには不要になる
。

ラドル制御装置１３には、第２図に示すような注湯傾動
角度についての基準傾動角度データ（指定番号３）なら
びに該基準傾動角度データにオフセットをかけたオフセ
ット角度データ（指定番号１，２．４〜Ｎ）からなる注
湯傾動角度データ群と、第３図に示すような汲湯傾動角
度についての基準角度データ（指定番号４）ならびに該
基準角度データにオフセットをかけたオフセット角度デ
ータ（指定番号１〜３，５〜ｎ）からなる汲湯傾動角度
データ群とを記憶する記憶部が設けられている。

１６は注湯傾動角度指定用のディジタルスイッチ、１７
は汲湯傾動角度のディジタルスイッチ、１８はプログラ
マブルコントローラである。ディジタルスイッチ１Ｂ、
１？は例えば各種動作スイッチ、モニタランプなどと共
に制御盤に取り付けられるもので、これらディジタルス
イッチ１６゜１７の指定出力は、プログラマブルコント
ローラ１８に入力されるようになっている。このプログ
ラマブルコントローラ１８は、ディジタルスイッチ１６
．１７の指定出力に応じて、ラドル制御装置１３に対し
、注湯傾動角度データ群および汲湯傾動角度データ群の
中から夫々一つの傾動角度データを選択出力するように
指示する機能を有するものであり、その汲湯傾動角度に
ついてのより詳しい制御内容は第４図にフローチャート
で示すようなものとなる。すなわち、ラドル１が汲湯角
度になると、例えばロボットに対してラドル１を溶湯炉
１０内へ入れるよう指示する。

そして、ロボットが作動し、汲湯が行なわれて、タイマ
がタイムアツプすると、ディジタルスイッチ１８．１７
の指定出方から指定内容を読み込み、ラドル制御装置１
３に対して、その指定内容に見合った傾動角度データを
選択出力するよう指示する。すると、汲湯傾動角度指定
用のディジタルスイッチ１７のみ操作されたときには、
指定番号１〜ｎの中から一つだけ選択される。そうした
ら、ロボットに対し、ラドル１を溶湯炉１０外に出すよ
うに指示する。そして、ラドル１が溶湯炉１ｏ外に出さ
れたら、ラドル制御装置１３に対して湯切りを指示し、
これが終了すると注湯の制御に入るわけである。

ディジタルスイッチ１８．１７は、前述した様に制御盤
などに取り付けられるものであるが、この場合１例えば
汲湯傾動角度調整および注湯傾動角度調整の夫々の段階
をＯ〜９の１０段階とし、汲湯傾動角度調整用のディジ
タルスイッチ１７を数字の１の位に見たて、かつ注湯傾
動角度調整用のディジタルスイッチ１６を数字の１０の
位に見たてて配置すると、普通の１０進数の感覚でＯ〜
９９の１００段階の調整が容易に行なえることとなる。

つまり、各ディジタルスイッチ１６．１７の表示する数
字が大きいほど注湯量が多くなるようにすることにより
、例えば表示数字が１５より２３．２７より４５のとき
の方が注湯量が多くなり、調整が行ない易いのである。

そして、実際の操作手順としては、ラドル１にノロが付
着したときなどには調整量が少ないことが多いため、ま
ずはじめに汲湯傾動角度指定用のディジタルスイッチ１
７を操作して微調整を行ない、それでも不足な場合に注
湯傾動角度指定用のデ、イジタルスイッチ１６を操作し
て粗調整を行なうようにすれば良い、また、ラドル１を
交換する場合には調整量が多いことが多いため、まず注
湯傾動角度指定用のディジタルスイッチ１７を操作して
粗調整を行ない、その後、汲湯傾動角度指定用のディジ
タルスイッチ１６を操作して微調整を行なえば良い。

（発明の効果） 以上述べて来たことから明らかなように本願第１および
第２の発明によれば、ディジタル信号を扱う回路で注湯
量の調整が行なえることから、調整精度が回路特性の変
化に左右されないため、長期に亘る性能保障が可能にな
り、かつ調整を頻繁に行なう必要がなくなる。また、デ
ィジタルスイッチで傾動角度を選択するだけで調整が行
なえることとなるので、熟練者でなくとも正確に調整す
ることが・できると共に、個人差をなくすことができる
。さらに、調整用のディジタルスイッチの配設位置は従
来に比べて制約を受けることがないため、ラドルの見え
る位置に設けることが可能になり、この点からも調整が
正確に行なえることとなる。

一方、本願第２の発明によれば更に、ラドル制御装置の
記憶部に記憶させるべき動作ポイント数やプログラマブ
ルコントローンのシーケンスを構成するステップ数を極
力増やすことなく微調整が可能となり、ラドル制御装置
やプログラマブルコントローラが小容量かつ小型のもの
で良いことどなって、コストダウン化が図れると共に、
メインテナンスが簡単化されることとなる。そして、微
調整が可能であることから、湯量を最適に保つことがで
きることになると共に、調整中が大きいことから、ラド
ルの交換において、今まで使用していたものに対して大
きな容量差があるものでも極力使用することができるこ
ととなるので、データの新規更新の頻度を下げることが
でき、かつランニングコストの低減化も図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る注湯量調整装置の構成をラドル駆
動系と共に示すブロック図、第２図および第３図はラド
ル制御装置の記憶部に記憶されているデータの内容を示
す図、第４図はプログラマブルコントローラの制御内容
を説明するためのフローチャート、第５図はラドルの側
面断面図、第６図は回正面図、第７図は同上視平面図、
第８図はラドルの動作パターンを説明するための説明図
、第９図は汲湯傾動角度と注湯量との関係を示す特性曲
線図、第１Ｏ図は汲湯傾動角度の内容を示す概念図、第
１１図は注湯傾動角度と注湯量との関係を示す特性曲線
図、第１２図は注湯傾動角度の内容を示す概念図、第１
３図はディジタルスイッチによる指定内容と注湯量との
関係を示す曲線図、第１４図は従来の注湯量調整装置の
構成をラドル駆動系と共に示すブロック図、第１５図は
注湯量調整原理を表わした概念図、である。 １・・・ラドル、９・・・溶湯炉、ｌＯ・・・鋳型、１
１・・・モータ、　１３・・・ラドル制御装置、１ｆ３
，１？・・・ディジタルスイッチ、１８・・・プログラ
マブルコントローラ第４図 第５図 第６図 第８図 第１１図 第９図 第１４図 、／８ 第１５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶湯炉内の溶湯を汲み上げてその注湯口より鋳型
   内に前記溶湯を流し込むためのラドルと、該ラドルを傾
   動させるアクチュエータ と、該アクチュエータに、汲湯時に行なわせる汲湯傾動
   角度および注湯時に行なわせる注湯傾動角度を指令して
   前記鋳型に定量注湯させるラドル制御装置とを備えた自
   動注湯機において、 前記ラドル制御装置に設けられ、前記汲湯 傾動角度および前記注湯傾動角度のうち少なくともいず
   れか一方の基準傾動角度データならびに該基準傾動角度
   データにオフセットをかけた複数のオフセット傾動角度
   データからなる傾動角度データ群を記憶する記憶部と、
   前記傾動角度データ群の中から一つの傾動 角度データを指定するためのディジタルス イッチと、 該ディジタルスイッチの指定出力が入力さ れ、該指定出力に応じて、前記ラドル制御装置に対し、
   前記傾動角度データ群の中から一つの傾動角度データを
   選択出力するように指示するプログラマブルコントロー
   ラと、 からなる自動注湯機の注湯量調整装置。
2. （２）溶湯炉内の溶湯を汲み上げてその注湯口より鋳型
   内に前記溶湯を流し込むためのラドルと、該ラドルを傾
   動させるアクチュエータ と、該アクチュエータに、汲湯時に行なわせる汲湯傾動
   角度および注湯時に行なわせる前記汲湯時とは逆方向の
   注湯傾動角度を指令して前記鋳型に定量注湯させるラド
   ル制御装置とを備え、前記ラドルは、前記汲湯時に行な
   う汲湯傾動よりも前記注湯時に行なう注湯傾動の方がそ
   の傾動角度に対する前記溶湯の流出量が多くなる構成と
   されている自動注湯機において、 前記ラドル制御装置に設けられ、前記汲湯 傾動角度および前記注湯傾動角度のそれぞれについて基
   準傾動角度データならびに該基準傾動角度データにオフ
   セットをかけた複数のオフセット傾動角度データからな
   る傾動角度データ群を記憶する記憶部と、 前記汲湯傾動角度および前記注湯傾動角度 のそれぞれについて前記傾動角度データ群の中から一つ
   の傾動角度データを指定するディジタルスイッチと、 該ディジタルスイッチの指定出力が入力さ れ、該指定出力に応じて、前記ラドル制御装置に対し、
   前記傾動角度データ群の中から一つの傾動角度データを
   選択出力するように指示するプログラマブルコントロー
   ラと、 からなる自動注湯機の注湯量調整装置。