(57)【要約】【課題】異幅の砂型が搬送されるラインであっても、フィルタを湯口に自動で投入可能な鋳造用フィルタ投入装置を提供する。【解決手段】砂型搬送装置と、吸着装置と、湯口撮像装置と、出力手段と、湯口位置演算手段と、フィルタ搬送装置と、吸着中止制御手段とを備え、湯口が、断面が上広がりの台形形状である湯道と湯道の上にフィルタを設置する面を有したフィルタ投入口部とフィルタ投入口部の上に断面がＵ字形状の溶湯投入口部とからなる砂型の溶湯通り道であって、溶湯投入口部の底面が略水平であって、溶湯投入口部とフィルタ投入口部の結合部が０〜５ｍｍのＲ面取であることを特徴とする。【選択図】  図１
2014036965.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
砂型のキャビティに供給される溶湯をろ過するフィルタをその砂型の所定位置に投入するための鋳造用フィルタ投入装置において、
進行方向に一列に連接しそれぞれ湯口をもつ複数個の砂型を間欠搬送する砂型搬送装置と、
前記フィルタのフィルタ面を吸着する吸着装置と、
予め決められた撮像ポイントを撮像する湯口撮像装置と、
前記湯口撮像装置で撮像したデータを出力する出力手段と
前記出力手段の情報と予め登録されている湯口データを比較し、移動量を算出する湯口位置演算手段と、
前記湯口位置演算手段により前記フィルタを前記湯口位置まで搬送するフィルタ搬送装置と、
前記吸着装置により吸着されたフィルタが前記フィルタ搬送装置により前記湯口位置に搬送されてきたとき、その吸着装置の吸着を中止する吸着中止制御手段とを備え、
前記湯口が、断面が上広がりの台形形状である湯道と
前記湯道の上にフィルタを設置する面を有したフィルタ投入口部と
前記フィルタ投入口部の上に断面がＵ字形状の溶湯投入口部と
からなる砂型の溶湯通り道であって、
前記溶湯投入口部の底面が略水平であって、溶湯投入口部とフィルタ投入口部の結合部が０〜５ｍｍのＲ面取であることを特徴とする鋳造用フィルタ投入装置。
【請求項２】
前記砂型搬送装置は、進行方向に向かって異幅サイズの砂型が一列に連接して間欠搬送することを特徴とする請求項１に記載の鋳造用フィルタ投入装置。
【請求項３】
前記吸着装置は、エア圧が３．５〜７ＭＰａであることを特徴とする請求項１または２に記載の鋳造用フィルタ投入装置。
【請求項４】
前記湯口撮像装置がカメラであって、撮像領域が１５０ｍｍ×２００ｍｍであり、予め決められた５ヶ所の撮像ポイントを撮像することを特徴とする請求項１から３に記載の鋳造用フィルタ投入装置。
【請求項５】
湯口位置演算手段は、高さ方向がフィルタ投入底面より１０ｍｍ上の位置であることを特徴とする請求項１から４に記載の鋳造用フィルタ投入装置。
【請求項６】
前記溶湯投入口部の底面が略水平は、０〜５°であることを特徴とする請求項１に記載の鋳造用フィルタ投入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、砂型の溶湯流路にフィルタを自動的に投入する鋳造用フィルタ投入装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、無枠式鋳造ラインでは、砂型搬送用の間欠搬送装置に沿って砂型造型機、砂型押出し機、注湯機、鋳物取出し装置などが配列されている。間欠搬送装置上の砂型列は無枠の砂型を一列に連接してなり、隣接する砂型間の境界部上面中央部には内部のキャビティに連通する湯口が開口しており、その湯口に注湯機から順次溶湯を注湯している。
【０００３】
また、湯口に溶湯を注湯する際にスラグ等の異物混入により発生する「砂かみ」などのトラブルを防止するため、湯口から製品成形物に届くまでの途中経路に異物を除去するフィルタを設けている。
【０００４】
特開２００４−３４１３６号公報は、吸着されたフィルタがフィルタセット位置（湯口から製品成形物に届くまでの途中経路に配置する場所）まで自動的に移動し、フィルタセット位置に落下してセットされるといった、砂型にフィルタを自動的にセットすることのできる鋳造用フィルタセット装置が従来技術として知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３４１３６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記鋳造用フィルタセット装置の従来技術は、以下の問題点があった。
１）無枠式鋳造ラインでは、砂型造型機で作製された砂型は、砂型押出し機により砂型列の末端に押接されるが、このとき砂型が収縮して各砂型の幅がばらつき、フィルタを投入するフィルタセット位置がばらつく問題がある。
【０００７】
２）無枠式鋳造ラインでは、搬送される砂型の種類が複数あり、砂型によって幅が異なるため、フィルタを投入するフィルタセット位置が特定できない問題がある。
【０００８】
３）砂型の色は黒色のため、フィルタ投入口部の途中経路にあるフィルタセット位置が形状によっては陰影の影響で認識できない問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明は、砂型のキャビティに供給される溶湯をろ過するフィルタをその砂型の所定位置に投入するための鋳造用フィルタ投入装置において、進行方向に一列に連接しそれぞれ湯口をもつ複数個の砂型を間欠搬送する砂型搬送装置と、前記フィルタのフィルタ面を吸着する吸着装置と、予め決められた撮像ポイントを撮像する湯口撮像装置と、前記湯口撮像装置で撮像したデータを出力する出力手段と前記出力手段の情報と予め登録されている湯口データを比較し、移動量を算出する湯口位置演算手段と、前記湯口位置演算手段により前記フィルタを前記湯口位置まで搬送するフィルタ搬送装置と、前記吸着装置により吸着されたフィルタが前記フィルタ搬送装置により前記湯口位置に搬送されてきたとき、その吸着装置の吸着を中止する吸着中止制御手段とを備え、前記湯口が、断面が上広がりの台形形状である湯道と前記湯道の上にフィルタを設置する面を有したフィルタ投入口部と前記フィルタ投入口部の上に断面がＵ字形状の溶湯投入口部と
からなる砂型の溶湯通り道であって、前記溶湯投入口部の底面が略水平であって、溶湯投入口部とフィルタ投入口部の結合部が０〜５ｍｍのＲ面取であることを特徴としている。
前記砂型搬送装置は、進行方向に向かって異幅サイズの砂型が一列に連接して間欠搬送することを特徴としている。
【００１０】
また、前記吸着装置は、エア圧が３．５〜７ＭＰａであることを特徴としている。
また、前記湯口撮像装置がカメラであって、撮像領域が１５０ｍｍ×２００ｍｍであり、予め決められた５ヶ所の撮像ポイントを撮像することを特徴としている。
また、湯口位置演算手段は、高さ方向がフィルタ投入底面より１０ｍｍ上の位置であることを特徴としている。
また、前記溶湯投入口部の底面が略水平は、０〜５°であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の鋳造用フィルタセット装置は、一般的に搬送される砂型の色は黒色であるが故に、フィルタ投入面を撮像しても、陰影によってフィルタ投入面の形状が識別しにくいが、溶湯投入口部とフィルタ投入口部の結合部を０〜５ｍｍのＲ面取にし、溶湯投入口部の底面を０〜５°にすることによって、フィルタ投入面を撮像しても、フィルタ投入面の形状が明確になり、その映像信号を処理してフィルタセット位置を決定することができる。
【００１２】
特に本発明では、押出し機により最新の砂型を砂型列の末端に押接した後に、予め決められた５ヶ所の撮像ポイントのうちフィルタ投入面が撮像できるまで１ヶ所１ヶ所撮像していき、撮像完了データと予め登録されている湯口データを比較し移動量を算出するため、上記押接による砂型の収縮によってフィルタセット位置がずれてもフィルタセット位置を決定することができる。
【００１３】
また、進行方向にむかって異なる幅の砂型が搬送されてきてもフィルタセット位置を決定することができる。
さらに、エア圧を３．５〜７ＭＰａにしてフィルタを吸引することにより、吸着装置が微小な隙間を有したフィルタであっても、フィルタ面を確実に吸引し、保持し続けることが可能である。
また、フィルタ投入口部は異物混入を防ぐためにフィルタとの隙間が微小であればあるほど良いのは当然であり、フィルタ投入底面より１０ｍｍ上の位置からフィルタを投入することにより、フィルタが傾いたり、浮いたりせずに、精度の厳しいフィルタセット位置に確実に高精度でセットすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施例の鋳造用フィルタ投入装置を縦型無枠式造型ラインに設置したときの全体外観図である。
【図２】図１の間欠搬送装置４に、Ａ幅とＢ幅を有する砂型が搬送されているラインの全体外観図である。
【図３】同幅を有する砂型１のラインと押出し機３における湯口位置のずれを示した図である。
【図４】砂型の湯口断面図である。図４（ａ）は本発明の実施例における湯口である。図４（ｂ）は従来の湯口である。
【図５】５ヶ所の湯口サーチ位置を示した図である。
【図６】演算部の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【００１６】
図１は本実施例の鋳造用フィルタ投入装置を縦型無枠式造型ラインに設置したときの全体外観図である。この縦型無枠式造型ラインは図示しない砂型を造型する砂型造型機と、造型された砂型１を一方向に押出しして互いに一列に密接する砂型列１０を形成する押出し機３と、砂型列１０を配列方向に間欠搬送する間欠搬送装置４と、搬送される砂型列１０中の隣接する砂型１、１間の湯口２を撮像して映像信号を出力する湯口撮像装置５と、前記映像信号を処理して湯口位置を決定する湯口位置演算手段６と、フィルタ９０を吸着して湯口位置に搬送する吸着搬送手段７と、フィルタ９０の吸着を中止する吸着中止制御手段８とを備えている。
【００１７】
図示しない砂型造型機は、間欠搬送装置４の末端に近接して配設されており、成型された砂型を造る装置である。
【００１８】
押出し機３は、間欠搬送装置４の末端に設けられ、成型された砂型を搬送方向前方に押出して、間欠搬送装置４上の砂型列１０の末端に押接する油圧駆動装置である。
【００１９】
間欠搬送装置４は、押出し機３と連動して砂型列１０を搬送する装置である。
間欠搬送装置４上には、砂型１を一列に連接して形成された無枠の砂型列１０が載置されており、隣接する２個の砂型１の境界部２０にそれぞれ鋳物製品用のキャビティ２１が形成され、各キャビティに連通する略方形の湯口２が境界部２０の上面に設けられている。間欠搬送装置４は、押出し機３が砂型１を押出す距離と同じ距離だけ毎回、無枠砂型列１０を進行させる。
【００２０】
湯口撮像装置５は、ロボットアームに取り付けられた、ＣＣＤを搭載したカメラで構成されており、間欠搬送装置４の上流部に配設されて、湯口２を撮像して映像信号を湯口位置演算手段６に送る。
【００２１】
湯口位置演算手段６は、前記映像信号を処理して算出した湯口形状と予め登録している湯口形状とを比較し、湯口形状を認識するものである。湯口形状を認識すると、次に算出した湯口形状の位置と予め登録している湯口形状の位置の補正分を算出し、補正分を吸着搬送手段７に出力する。
【００２２】
吸着搬送手段７は、ロボットアームに前記湯口撮像装置５の近傍に取り付けられた、吸引機であり、エアを吸引することでフィルタ９０を吸着させてフィルタ９０を保持し、前記湯口位置演算手段６より出力された補正分を移動し、湯口位置までフィルタ９０を搬送するものである。本実施例では、前記吸引機を移動させた後、湯口位置で停止させる高さはフィルタ投入底面より１０ｍｍ上の位置である。
【００２３】
吸着中止制御手段８は、前記吸着搬送手段７によって、湯口位置まで移動した位置から吸着中止することによってフィルタ９０の保持を解除し、フィルタ９０を投下するものである。
【００２４】
以下、本発明の動作を図１を参照して説明する。
まず、図示しない砂型造型機が砂型を作製する。
次に、押出し機３が砂型１を前方に押して、砂型１を砂型列１０の末端の砂型１の後面に押接する。なお、この押接時において間欠搬送装置４は押出し機３と連動して押出し機３が押した距離分、間欠搬送装置４も移動する。
【００２５】
図２は、図１の間欠搬送装置４に、Ａ幅とＢ幅を有する砂型が搬送されているラインの全体外観図である。
間欠搬送装置４上には、Ａ幅を有する砂型１ａを一列に連接して形成された無枠の砂型列１０ａが載置されており、続いて、Ｂ幅を有する砂型１ｂを一列に連接して形成された無枠の砂型列１０ｂが載置されている。
図２では、Ａ幅を有する砂型１ａの砂型列１０ａとＢ幅を有する砂型１ｂの砂型列１０ｂの組合せを例にしているが、ラインにはＡ幅Ｂ幅に限らず、様々な幅の砂型の砂型列が搬送されてくる。
また、ラインには前述のように様々な幅の砂型が搬送されてくるため、湯口位置も同じ箇所に存在しないのは言うまでもない。
【００２６】
図３は、同幅を有する砂型１のラインと押出し機３における湯口位置のずれを示した図である。図３では、同幅を有する砂型１の砂型列１０であっても、押出し機３の押出力Ｐによって、砂型は略圧潰された状態となり隣接した砂型の幅がばらつく。
そして、前述のように砂型の幅がばらつくので、湯口位置も同じ箇所に存在せずＺ量分ばらつくのは言うまでもない。
【００２７】
次に、本発明の動作を図６の演算部の動作を示すフローチャートを参照して説明する。
まず、Ｓ１０で吸引機がフィルタ９０を吸着して待機している。この時、フィルタ９０を吸着させるための吸引機のエア圧は、本実施例では３．５〜７ＭＰａに設定している。
次に、押出し機３が最新の砂型を前進させて砂型列の末端に押接して停止するまで待機する（Ｓ２０）。
【００２８】
次に、湯口位置を特定するため、予めカメラで撮像する５ヶ所の湯口サーチ位置を決めておき、その内、一番目の湯口サーチ位置をＣＣＤを搭載したカメラで撮像する（Ｓ３０）（Ｓ４０）。
【００２９】
次に前記カメラで撮像した撮像信号を湯口位置演算手段６に出力する。
撮像した画像の中に湯口が入っているかどうかを予め撮像している湯口の基準画像データと前記出力された画像データと比較し、パターンマッチングする（Ｓ５０）。
湯口の判断ができなかった場合、前記５ヶ所の湯口サーチ位置の二番目の湯口サーチ位置をＣＣＤを搭載したカメラで撮像する。画像比較で湯口を判断できるまで５ヶ所の湯口サーチ位置を繰り返す。尚、湯口の判断できた場合は、判断できた時点で次のステップへと移行する。
【００３０】
図５は、５ヶ所の湯口サーチ位置を示した図である。本実施例における撮像領域は１５０ｍｍ×２００ｍｍである。一番目の撮像中心と二番目の撮像中心は３０ｍｍ搬送方向に向かって水平にずれている。また、二番目と三番目の撮像中心は２０ｍｍ搬送方向に向かって水平にずれている。一番目と四番目の撮像中心は８０ｍｍ搬送方向とは逆方向に水平にずれている。四番目と五番目の撮像中心は３０ｍｍ搬送方向とは逆方向に水平にずれている。
異幅の砂型１が搬送されるラインであっても、５ヶ所のうちどれかを撮像すれば、湯口をもれなく撮像することが可能である。
【００３１】
次に、湯口位置演算手段６で湯口を判断できた画像と基準画像の位置の比較を行う（Ｓ６０）。
位置の比較を行い、差分から算出された補正分データをフィルタ９０を投入するロボットアームに出力する（Ｓ７０）。
【００３２】
次に、前記差分から算出された補正分データよりフィルタ投入位置までロボットアームが移動し停止する。この時、湯口位置で停止させる高さはフィルタ投入底面より１０ｍｍ上の位置である。湯口に溶湯を注湯する際にスラグ等の異物混入により発生する「砂かみ」などのトラブルを防止するため、湯口から製品成形物に届くまでの途中経路に異物を除去するフィルタ９０を設けている。フィルタ投入底面より１０ｍｍ上の位置からフィルタ９０を投入することにより、フィルタ９０が傾いたり、浮いたりせずに、精度の厳しいフィルタセット位置に確実に高精度でセットすることができる。
【００３３】
図４は砂型の湯口断面図である。図４（ａ）は本発明の実施例における湯口である。図４（ｂ）は従来の湯口である。
湯口２は、断面が上広がりの台形形状である湯道９ｃと湯道の上にフィルタ９０を設置する面を有したフィルタ投入口部９ｂとフィルタ投入口部９ｂの上に断面がＵ字形状の溶湯投入口部９ａとからなる砂型の溶湯の通り道である。
【００３４】
砂型の色は黒色であるため、撮像しても境界線や輪郭線など判断しにくいが、本実施例の図４（ａ）に示すように溶湯投入口部９ａとフィルタ投入口部９ｂの結合部（Ｒ２）と、溶湯投入口部９ａの底面と側面（Ｒ１）とを各々０〜５ｍｍのＲ面取することで各々略直角となり、撮像判定しやすくなる。また、溶湯投入口部９ａの底面を０〜５°（９ｄ）の略水平にすることで撮像判定しやすくしている。
【００３５】
次に、前記吸引機のエア圧である３．５〜７ＭＰａをオフにすることによって、フィルタ９０は自重でフィルタ投入底面に投入される（Ｓ９０）（Ｓ１００）。
フィルタ投入終了後、Ｓ１０に戻り、繰り返し作業となる。
【符号の説明】
【００３６】
１、１ａ、１ｂ    砂型
１０、１０ａ、１０ｂ    砂型列
２    湯口
２０    境界部
２１    キャビティ
３    押出し機
４    間欠搬送装置
５    湯口撮像装置
６    湯口位置演算手段
７    吸着搬送手段
８    吸着中止制御手段
９ａ    溶湯投入口部
９ｂ    フィルタ投入口部
９ｃ    湯道
９ｄ    ０〜５°の角度
９０    フィルタ
Ａ、Ｂ    幅
Ｐ    押出力
Ｚ    ばらつきのずれ量
Ｒ１、Ｒ２    ０〜５ｍｍのＲ面取
【図１】
2014036965.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2014036965.tif 000007
【図６】
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