(57)【要約】【課題】溶解炉若しくは保持炉などの炉内に貯留された金属溶湯の液面に浮遊している若しくは炉の壁面に付着している金属溶湯塊と酸化物を識別することのできる識別装置と識別方法を提供する。【解決手段】金属溶湯Ｋの液面Ｋａから炉Ｒの壁面Ｒａに亘って撮像するカメラ１と、カメラ１によって撮像された画像から金属溶湯Ｋの液面Ｋａに浮遊している若しくは炉Ｒの壁面Ｒａに付着している異物Ｐを検出し、検出された異物Ｐを光沢度、色彩、形状の少なくともいずれか一つからなる識別要素に基づいて金属溶湯塊Ｍと金属溶湯酸化物Ｌに識別する画像処理装置２と、を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉内に貯留された金属溶湯と、金属溶湯の液面に浮遊している若しくは炉の壁面に付着している異物を識別する識別装置であって、前記異物が、前記金属溶湯が固化した金属溶湯塊若しくは該金属溶湯が固化して酸化された金属溶湯酸化物からなる識別装置において、
前記金属溶湯の液面から前記炉の壁面に亘って撮像する撮像部と、
前記撮像部によって撮像された画像から前記金属溶湯の液面に浮遊している若しくは前記炉の壁面に付着している異物を検出し、検出された該異物を光沢度、色彩、形状の少なくともいずれか一つからなる識別要素に基づいて金属溶湯塊と金属溶湯酸化物に識別する識別部と、を備える、炉内に貯留された金属溶湯と異物を識別する識別装置。
【請求項２】
前記識別装置は、前記金属溶湯の液面と前記炉の壁面に対して相対的に移動自在となっている処理部と、該処理部の移動を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記識別部が前記異物を金属溶湯塊と識別した場合に、前記処理部を移動させ、前記金属溶湯塊を金属溶湯内に浸漬させて溶融させるようになっている請求項１に記載の識別装置。
【請求項３】
前記識別装置は、前記金属溶湯の液面と前記炉の壁面に対して相対的に移動自在となっている処理部と、該処理部の移動を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記識別部が前記異物を金属溶湯酸化物と識別した場合に、前記処理部を移動させ、前記金属溶湯酸化物を前記金属溶湯の液面若しくは前記炉の壁面から除去するようになっている請求項１に記載の識別装置。
【請求項４】
前記識別装置は、前記金属溶湯の液面と前記炉の壁面に対して相対的に移動自在となっている処理部と、該処理部の移動を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記識別部が前記異物を金属溶湯塊と識別した場合に、前記処理部を移動させて前記金属溶湯塊を金属溶湯内に浸漬させて溶融させ、前記識別部が前記異物を金属溶湯酸化物と識別した場合に、前記処理部を移動させて前記金属溶湯酸化物を前記金属溶湯の液面若しくは前記炉の壁面から除去するようになっている請求項１に記載の識別装置。
【請求項５】
前記識別部は、前記撮像部によって撮像された画像と予め記憶している前記金属溶湯の液面と前記炉の壁面のマスタ画像を比較して前記異物を検出するようになっている請求項１から４のいずれか一項に記載の識別装置。
【請求項６】
炉内に貯留された金属溶湯と、金属溶湯の液面に浮遊している若しくは炉の壁面に付着している異物を識別する識別方法であって、
前記金属溶湯の液面から前記炉の壁面に亘って撮像する第１の工程と、
撮像された画像から前記金属溶湯の液面に浮遊している若しくは前記炉の壁面に付着している異物を検出する第２の工程と、
前記異物は、前記金属溶湯が固化した金属溶湯塊若しくは該金属溶湯が固化して酸化された金属溶湯酸化物からなり、検出された該異物を光沢度、色彩、形状の少なくともいずれか一つからなる識別要素に基づいて金属溶湯塊と金属溶湯酸化物に識別する第３の工程と、からなる、炉内に貯留された金属溶湯と異物を識別する識別方法。
【請求項７】
前記異物が金属溶湯塊である場合に、該金属溶湯塊を金属溶湯内に浸漬させて溶融させる請求項６に記載の識別方法。
【請求項８】
前記異物が金属溶湯酸化物である場合に、該金属溶湯酸化物を前記金属溶湯の液面若しくは前記炉の壁面から除去する請求項６または７に記載の識別方法。
【請求項９】
前記第２の工程において、撮像された画像と予め記憶している前記金属溶湯の液面と前記炉の壁面のマスタ画像を比較して前記異物を検出する請求項６から８のいずれか一項に記載の識別方法。
【請求項１０】
前記金属溶湯塊を金属溶湯内に浸漬させて溶融させた後、前記金属溶湯の液面から前記炉の壁面に亘って撮像し、撮像された画像から前記異物を検出し、検出された該異物を金属溶湯塊と金属溶湯酸化物に識別する請求項７に記載の識別方法。
【請求項１１】
前記金属溶湯酸化物を前記金属溶湯の液面若しくは前記炉の壁面から除去した後、前記金属溶湯の液面から前記炉の壁面に亘って撮像し、撮像された画像から前記異物を検出し、検出された該異物を金属溶湯塊と金属溶湯酸化物に識別する請求項８に記載の識別方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は炉内に貯留された金属溶湯と異物を識別する識別装置と識別方法に関し、たとえば溶解炉若しくは保持炉などの炉内に貯留された金属溶湯と、金属溶湯の液面に浮遊している若しくは炉の壁面に付着している異物を識別する識別装置と識別方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、高品質な鋳造品を製造するために、金型内に充填される金属溶湯には酸化物などの混入を抑制する様々な対策が施されている。
【０００３】
このような対策の従来技術として、特許文献１、２には、竪射出鋳造機の射出スリーブ内もしくは保持容器内の金属溶湯の液面に形成された酸化物を除去する技術が開示されている。また、特許文献３には、金属溶解用鋳型の内面に形成された付着物を除去する技術が開示されている。
【０００４】
特許文献１に開示されている溶湯給湯方法は、ラドルを傾転させて射出スリーブ内に溶湯を給湯した後にラドルを給湯前の位置まで戻す際、ラドルの先端に設けた酸化膜除去装置を用い、射出スリーブ内の溶湯液面上に浮遊する酸化膜を捕捉して溶湯内から除去する方法である。
【０００５】
また、特許文献２に開示されている鋳造方法は、保持容器内に注湯され貯留された溶湯の液面に向けて給湯機と別体の操作機に取り付けられた専用治具を挿入し、溶湯液面上に形成された酸化膜をその専用治具によってすくい取るように捕捉しつつ酸化膜と同時にすくい取られた溶湯を専用治具から落下させて保持容器内に戻し、酸化膜が捕捉された保持容器内の溶湯を金型内部に射出して鋳造品を成形加工する方法である。
【０００６】
また、特許文献３に開示されている鋳型洗浄装置は、掻取り冶具が装着されたロボットアームの先端部に鋳型内面の表面状況を検知する画像処理センサーを装着し、鋳型内面からの光学的反射強度を検出することによって鋳型内面の表面状態を検知する装置である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１１０５６９号公報
【特許文献２】特開２００９−１４２８４４号公報
【特許文献３】特開２０１０−２０１４６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に開示されている溶湯給湯方法によれば、ラドルの給湯と戻しの動作を利用し、ラドルの先端に設けた酸化膜除去装置によって射出スリーブ内の溶湯液面上に浮遊する酸化膜を鋳造毎に溶湯内から除去することができ、鋳造品への酸化膜の巻き込みを防止することができる。
【０００９】
また、特許文献２に開示されている鋳造方法によれば、溶湯液面上に形成された酸化膜を専用治具で捕捉しつつ酸化膜と同時にすくい取られた溶湯を専用治具から落下させて保持容器内に戻すことによって、酸化物の混入が少なく機械的特性に優れた鋳造品を得ることができる。
【００１０】
また、特許文献３に開示されている鋳型洗浄装置によれば、画像処理センサーを用いることで鋳型内面の表面状態を精密にまた定量的に把握することができ、鋳型内面の表面仕上げの状態、すなわち、掻取り治具を用いて鋳型内面を仕上げる場合の終点を的確に把握することができる。
【００１１】
ところで、射出スリーブ内や保持容器内の金属溶湯の液面上や射出スリーブや保持容器の壁面上には、上記する酸化膜とともに金属溶湯の形成素材が固化して形成される金属溶湯塊が存在することが本発明者等によって確認されている。
【００１２】
そのため、特許文献１、２に開示されている方法においては、酸化膜除去装置や専用治具によって酸化膜とともに金属溶湯の液面上に浮遊する金属溶湯塊を捕捉してしまい、製造される鋳造品の歩留まり率が低下してその品質が低下するといった問題が生じ得る。
【００１３】
また、特許文献３に開示されている装置においては、鋳型内の金属溶湯の液面や鋳型の内面に付着する付着物から金属溶湯塊と酸化物を如何にして識別して処理するかについては一切言及されていない。
【００１４】
本発明は上記する問題に鑑みてなされたものであり、簡便な方法で、溶解炉若しくは保持炉などの炉内に貯留された金属溶湯の液面に浮遊している若しくは炉の壁面に付着している金属溶湯塊と酸化物を識別することのできる識別装置と識別方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記目的を達成すべく、本発明による識別装置は、炉内に貯留された金属溶湯と、金属溶湯の液面に浮遊している若しくは炉の壁面に付着している異物を識別する識別装置であって、前記異物が、前記金属溶湯が固化した金属溶湯塊若しくは該金属溶湯が固化して酸化された金属溶湯酸化物からなる識別装置において、前記金属溶湯の液面から前記炉の壁面に亘って撮像する撮像部と、前記撮像部によって撮像された画像から前記金属溶湯の液面に浮遊している若しくは前記炉の壁面に付着している異物を検出し、検出された該異物を光沢度、色彩、形状の少なくともいずれか一つからなる識別要素に基づいて金属溶湯塊と金属溶湯酸化物に識別する識別部と、を備えているものである。
【００１６】
上記する識別装置によれば、識別部が、撮像部によって撮像された金属溶湯の液面と炉の壁面の画像から金属溶湯の液面に浮遊している若しくは炉の壁面に付着している異物を検出し、検出された異物の光沢度、色彩、形状の少なくともいずれか一つからなる識別要素に基づいてその異物を金属溶湯塊と金属溶湯酸化物に識別することによって、炉内に貯留された金属溶湯の液面に浮遊している若しくは炉の壁面に付着している金属溶湯塊と金属溶湯酸化物を精緻に識別することができる。なお、金属溶湯の液面に浮遊している若しくは炉の壁面に付着している異物を検出することには、金属溶湯の液面に浮遊している異物と炉の壁面に付着している異物が存在する場合にその双方を検出し、金属溶湯の液面に浮遊している異物と炉の壁面に付着している異物のいずれか一方のみが存在する場合にはその一方のみを検出することが含まれる。
【００１７】
また、上記する識別装置は、前記金属溶湯の液面と前記炉の壁面に対して相対的に移動自在となっている処理部と、該処理部の移動を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記識別部が前記異物を金属溶湯塊と識別した場合に、前記処理部を移動させ、前記金属溶湯塊を金属溶湯内に浸漬させて溶融させるようになっているものである。また、前記制御部は、前記識別部が前記異物を金属溶湯酸化物と識別した場合に、前記処理部を移動させ、前記金属溶湯酸化物を前記金属溶湯の液面若しくは前記炉の壁面から除去するようになっているものである。
【００１８】
上記する識別装置によれば、識別部が異物を金属溶湯塊と識別した場合に、処理部によって金属溶湯塊を金属溶湯内に浸漬させて溶融させることによって、その金属溶湯を用いて製造される鋳造品の歩留まり率を確実に高めることができるとともに、金属溶湯の液面に浮遊している若しくは炉の壁面に付着している金属溶湯塊の酸化を抑制して鋳造品への酸化物の混入を効果的に抑制することができる。また、識別部が異物を金属溶湯酸化物と識別した場合に、処理部によって金属溶湯酸化物を金属溶湯の液面若しくは炉の壁面から除去することによって、金属溶湯の液面に浮遊している若しくは炉の壁面に付着している金属溶湯酸化物を精度良く除去することができ、その金属溶湯を用いて製造される鋳造品への酸化物の混入を確実に抑制して鋳造品の品質を高めることができる。
【００１９】
また、上記する識別装置は、前記識別部が、前記撮像部によって撮像された画像と予め記憶している前記金属溶湯の液面と前記炉の壁面のマスタ画像を比較して前記異物を検出するようになっていることが好ましい。
【００２０】
また、本発明による識別方法は、炉内に貯留された金属溶湯と、金属溶湯の液面に浮遊している若しくは炉の壁面に付着している異物を識別する識別方法であって、前記金属溶湯の液面から前記炉の壁面に亘って撮像する第１の工程と、撮像された画像から前記金属溶湯の液面に浮遊している若しくは前記炉の壁面に付着している異物を検出する第２の工程と、前記異物は、前記金属溶湯が固化した金属溶湯塊若しくは該金属溶湯が固化して酸化された金属溶湯酸化物からなり、検出された該異物を光沢度、色彩、形状の少なくともいずれか一つからなる識別要素に基づいて金属溶湯塊と金属溶湯酸化物に識別する第３の工程と、からなる方法である。
【００２１】
上記する方法によれば、金属溶湯の液面と炉の壁面を撮像し、撮像された画像から金属溶湯の液面に浮遊している若しくは炉の壁面に付着している異物を検出し、検出された異物の光沢度、色彩、形状の少なくともいずれか一つからなる識別要素に基づいてその異物を金属溶湯塊と金属溶湯酸化物に識別することによって、炉内に貯留された金属溶湯の液面に浮遊している若しくは炉の壁面に付着している金属溶湯塊と金属溶湯酸化物を精緻に識別することができる。
【００２２】
また、上記する識別方法は、前記異物が金属溶湯塊である場合に、該金属溶湯塊を金属溶湯内に浸漬させて溶融させたり、前記異物が金属溶湯酸化物である場合に、該金属溶湯酸化物を前記金属溶湯の液面若しくは前記炉の壁面から除去する方法である。
【００２３】
上記する方法によれば、異物が金属溶湯塊である場合にこの金属溶湯塊を金属溶湯内に浸漬させて溶融させることによって、その金属溶湯を用いて製造される鋳造品の歩留まり率を確実に高めることができるとともに、金属溶湯の液面に浮遊している若しくは炉の壁面に付着している金属溶湯塊の酸化を抑制して鋳造品への酸化物の混入を効果的に抑制することができる。また、異物が金属溶湯酸化物である場合にこの金属溶湯酸化物を金属溶湯の液面若しくは炉の壁面から除去することによって、金属溶湯の液面に浮遊している若しくは炉の壁面に付着している金属溶湯酸化物を精度良く除去することができ、その金属溶湯を用いて製造される鋳造品への酸化物の混入を確実に抑制して鋳造品の品質を高めることができる。
【００２４】
また、上記する識別方法は、前記第２の工程において、撮像された画像と予め記憶している前記金属溶湯の液面と前記炉の壁面のマスタ画像を比較して前記異物を検出することが好ましい。
【００２５】
また、上記する識別方法は、前記金属溶湯塊を金属溶湯内に浸漬させて溶融させた後、前記金属溶湯の液面から前記炉の壁面に亘って撮像し、撮像された画像から前記異物を検出し、検出された該異物を金属溶湯塊と金属溶湯酸化物に識別したり、前記金属溶湯酸化物を前記金属溶湯の液面若しくは前記炉の壁面から除去した後、前記金属溶湯の液面から前記炉の壁面に亘って撮像し、撮像された画像から前記異物を検出し、検出された該異物を金属溶湯塊と金属溶湯酸化物に識別することが好ましい。
【００２６】
上記する方法によれば、金属溶湯塊を金属溶湯内に浸漬させて溶融させたり、金属溶湯酸化物を金属溶湯の液面若しくは炉の壁面から除去した後、再び金属溶湯の液面と炉の壁面を撮像し、撮像された画像から異物を検出し、検出された異物を金属溶湯塊と金属溶湯酸化物に識別することによって、時間の経過と共に金属溶湯の液面や炉の壁面に形成される金属溶湯塊と金属溶湯酸化物を確実に検出して識別することができる。
【発明の効果】
【００２７】
以上の説明から理解できるように、本発明の識別装置と識別方法によれば、簡便な方法で、炉内に貯留された金属溶湯と金属溶湯の液面に浮遊している若しくは炉の壁面に付着している異物を識別するとともに、金属溶湯の液面に浮遊している若しくは炉の壁面に付着している異物を金属溶湯塊と金属溶湯酸化物に識別することができ、たとえばその金属溶湯を用いて鋳造品を製造する際にその鋳造品の品質を格段に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の識別装置の実施の形態の全体構成を概略的に示した全体構成図である。
【図２】図１で示すマニピュレータの処理ハンドを拡大して示した一部拡大図であって、（ａ）は、金属溶湯塊を金属溶湯内に浸漬させるための処理ハンドの一例を示した図であり、（ｂ）は、酸化物を金属溶湯の液面若しくは炉の壁面から除去するための処理ハンドの一例を示した図である。
【図３】本発明の識別方法の実施の形態を説明したフロー図である。
【図４】カメラによって撮像された画像の一例を示した図である。
【図５】マスタ画像の一例を示した図である。
【図６】（ａ）はカメラによって撮像された画像を二値化した結果を示した図であり、（ｂ）はマスタ画像を二値化した結果を示した図である。
【図７】図６（ａ）と図６（ｂ）の差分を示した図である。
【図８】図７で示す異物に対応する撮像画像中の箇所を復元した結果を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、図面を参照して本発明の識別装置と識別方法の実施の形態を説明する。
【００３０】
［識別装置の実施の形態］
まず、図１および図２を参照して、本発明の識別装置の実施の形態を説明する。
【００３１】
図１は、本発明の識別装置の実施の形態の全体構成を概略的に示した全体構成図である。
【００３２】
図示する識別装置１０は、主として、溶解炉若しくは保持炉などの炉Ｒの鉛直上方に配置されたカメラ（撮像部）１と、カメラ１によって撮像された画像を処理する画像処理装置（識別部）２と、炉Ｒの内部に貯留された金属溶湯Ｋの液面Ｋａに浮遊している若しくは炉Ｒの壁面Ｒａに付着している酸化物Ｌや金属溶湯塊Ｍを処理する処理ハンド５をアーム３ａの先端部３ｂに有するマニピュレータ（処理部）３と、画像処理装置２から送信される信号に基づいてマニピュレータ３の駆動を制御するコントローラ（制御部）４と、を備えている。
【００３３】
カメラ１は、炉Ｒ内に貯留された金属溶湯Ｋの液面Ｋａから炉Ｒの壁面Ｒａ（特に、金属溶湯Ｋと接触する炉Ｒの内周側の壁面Ｒａ）に亘って撮像し、撮像された画像を画像処理装置２に送信する。
【００３４】
画像処理装置２は、カメラ１から送信された画像から金属溶湯Ｋなどと異なる異物Ｐを検出し、検出された異物Ｐの光沢度、色彩、形状の少なくともいずれか一つからなる識別要素に基づいてその異物Ｐを金属溶湯塊Ｍと酸化物Ｌに識別する。ここで、金属溶湯塊Ｍとは、金属溶湯Ｋが固化して形成された塊形状や膜形状などの金属であり、酸化物Ｌは、金属溶湯Ｋが固化して酸化されたものである。そして、画像処理装置２は、金属溶湯塊Ｍや酸化物Ｌなどの異物Ｐの識別結果をコントローラ４へ送信する。
【００３５】
コントローラ４は、画像処理装置２が異物Ｐを金属溶湯塊Ｍと識別した際に、処理ハンド５によって金属溶湯塊Ｍを金属溶湯Ｋの内部に浸漬させて溶融させるようにアーム３ａを駆動させる制御信号をマニピュレータ３へ送信する。また、画像処理装置２が異物Ｐを酸化物Ｌと識別した際には、処理ハンド５によって酸化物Ｌを金属溶湯Ｋの液面Ｋａ若しくは炉Ｒの壁面Ｒａから除去するようにアーム３ａを駆動させる制御信号をマニピュレータ３へ送信する。
【００３６】
図２は、図１で示すマニピュレータの処理ハンドを拡大して示した一部拡大図であって、図２（ａ）は、金属溶湯塊を金属溶湯内に浸漬させるための処理ハンドの一例を示した図であり、図２（ｂ）は、酸化物を金属溶湯の液面若しくは炉の壁面から除去するための処理ハンドの一例を示した図である。
【００３７】
図２（ａ）で示す処理ハンド５ａ（５）は、マニピュレータ３のアーム３ａの先端部３ｂに取り付けられた棒状部材５０と、棒状部材５０の先端側に取り付けられた外形が略矩形状の環状部材５１と、環状部材５１の先端側に取り付けられた略平板状の板状部材５２と、環状部材５１に対する板状部材５２の位置を保持する枠体５３と、を備えている。
【００３８】
また、図２（ｂ）で示す処理ハンド５ｂ（５）は、マニピュレータ３のアーム３ａの先端部３ｂに取り付けられた棒状部材６０と、棒状部材６０の先端側に取り付けられた外形が略矩形状の板状部材６１と、板状部材６１に対して略垂直方向に取り付けられた略平板状の板状部材６２と、板状部材６１に対する板状部材６２の位置を保持するためにそれぞれの側部同士を接続する側板６３と、を備えている。
【００３９】
マニピュレータ３は、図２（ａ）で示す処理ハンド５ａと図２（ｂ）で示す処理ハンド５ｂを予め用意しており、上記するように、コントローラ４から金属溶湯塊Ｍを金属溶湯Ｋの内部に浸漬させて溶融させるようにアーム３ａを駆動させる制御信号が送信された際には、図２（ａ）で示す処理ハンド５ａをアーム３ａの先端部３ｂに取り付ける。そして、処理ハンド５ａの板状部材５２を金属溶湯Ｋの内部へ浸漬させる方向（図中、矢印Ｘ方向）へ移動させ、金属溶湯Ｋの液面Ｋａや炉Ｒの壁面Ｒａで検出された金属溶湯塊Ｍを処理ハンド５ａの板状部材５２の先端側の表面５２ａで金属溶湯Ｋの内部へ向かって押圧して金属溶湯Ｋの内部へ浸漬させる。ここで、板状部材５２を金属溶湯Ｋの内部へ浸漬させ、金属溶湯塊Ｍを板状部材５２の先端側の表面５２ａで金属溶湯Ｋの内部へ向かって押圧した際や処理ハンド５ａの板状部材５２を金属溶湯Ｋの内部へ浸漬させる方向とは反対側へ移動させ、板状部材５２を金属溶湯Ｋの内部から外部へ取り出す際、板状部材５２の先端側の表面５２ａとは反対側の表面５２ｂ側に廻り込んだ金属溶湯Ｋは、例えば板状部材５２が取り付けられた環状部材５１の中空部などを介して再び炉Ｒ内の金属溶湯Ｋへ戻される。
【００４０】
また、マニピュレータ３は、コントローラ４から酸化物Ｌを金属溶湯Ｋの液面Ｋａ若しくは炉Ｒの壁面Ｒａから除去する駆動信号が送信された際には、図２（ｂ）で示す処理ハンド５ｂをアーム３ａの先端部３ｂに取り付ける。そして、処理ハンド５ｂの板状部材６１、６２の表面と側板６３の表面とで形成されるすくい面６４を金属溶湯Ｋの内部へ浸漬させ、次いで金属溶湯Ｋの内部から外部へ取り出す方向（図中、矢印Ｙ方向）へ移動させ、金属溶湯Ｋの液面Ｋａで検出された酸化物Ｌを処理ハンド５ｂのすくい面６４ですくい取る、若しくは、炉Ｒの壁面Ｒａで検出された酸化物Ｌを処理ハンド５ｂの板状部材６２などで掻き取る。なお、処理ハンド５ｂのすくい面６４ですくい取られたり、板状部材６２などで掻き取られた酸化物Ｌは、炉Ｒの外部に設けられた廃棄容器などに廃棄される。
【００４１】
このような構成とすることで、炉Ｒの内部に貯留された金属溶湯Ｋの液面Ｋａに浮遊している若しくは炉Ｒの壁面Ｒａに付着している金属溶湯塊Ｍと酸化物Ｌを精緻に識別することができる。また、その識別結果に応じてマニピュレータ３のアーム３ａの先端部３ｂに取り付けられた処理ハンド５を金属溶湯Ｋの液面Ｋａや炉Ｒの壁面Ｒａに対して相対的に移動させることで、上記する金属溶湯塊Ｍを金属溶湯Ｋに溶融させたり、酸化物Ｌを金属溶湯Ｋから除去することができ、その金属溶湯Ｋを金型等に充填して製造される鋳造品の品質を高めることができる。また、炉Ｒの壁面Ｒａに付着している金属溶湯塊Ｍを金属溶湯Ｋに溶融させたり、炉Ｒの壁面Ｒａに付着している酸化物Ｌをその壁面Ｒａから除去することによって、炉Ｒの壁面Ｒａのメンテナンス作業の工数を効果的に削減することもできる。
【００４２】
なお、上記する実施の形態では、金属溶湯塊Ｍを金属溶湯Ｋの内部に浸漬させて溶融させる場合と酸化物Ｌを金属溶湯Ｋの液面Ｋａや炉Ｒの壁面Ｒａから除去する場合で、異なる処理ハンド５を用いる形態について説明したが、例えば図２（ｂ）で示す処理ハンド５を用いて、金属溶湯Ｋの液面Ｋａや炉Ｒの壁面Ｒａで検出される金属溶湯塊Ｍを金属溶湯Ｋの内部へ向かって押圧して金属溶湯Ｋの内部へ浸漬させてもよい。
【００４３】
［識別方法の実施の形態］
次に、図３〜図８を参照して、本発明の識別方法の実施の形態を説明する。
【００４４】
図３は、本発明の識別方法の実施の形態を説明したフロー図である。また、図４は、カメラによって撮像された画像の一例を示した図であり、図５は、マスタ画像の一例を示した図である。また、図６（ａ）はカメラによって撮像された画像を二値化した結果を示した図であり、図６（ｂ）はマスタ画像を二値化した結果を示した図であり、図７は、図６（ａ）と図６（ｂ）の差分を示した図であり、図８は、図７で示す異物に対応する撮像画像中の箇所を復元した結果を示した図である。
【００４５】
図３で示すように、まず、Ｓ１１では、炉Ｒの鉛直上方に配置されたカメラ（撮像部）１で炉Ｒの内部に貯留された金属溶湯Ｋの液面Ｋａや炉Ｒの壁面Ｒａを撮像する（図４参照）。
【００４６】
次いで、Ｓ１２では、画像処理装置（識別部）２でカメラ１によって撮像された画像とマスタ画像とを比較し、双方の画像の間に差異があるか否かを判定する。ここで、マスタ画像とは、たとえば画像処理装置２に予め記憶されている画像であって、金属溶湯Ｋの液面Ｋａや炉Ｒの壁面Ｒａに金属溶湯塊Ｍや酸化物Ｌなどといった金属溶湯Ｋなどと異なる異物Ｐが形成されていない状態で撮像された画像である（図５参照）。
【００４７】
Ｓ１２でカメラ１の撮像画像とマスタ画像との間に差異があると判定された場合には、Ｓ１３で撮像画像中の差異のある箇所を金属溶湯Ｋなどと異なる異物Ｐとして検出する。
【００４８】
具体的には、画像処理装置２でカメラ１の撮像画像とマスタ画像を所定の成分で二値化し（図６（ａ）、（ｂ）参照）、撮像画像の全領域において画像値を比較し、双方の画像値の差分が所定値よりも大きい箇所を異物Ｐとして検出する（図７参照）。なお、カメラ１の撮像画像とマスタ画像との間に差異があるか否かを判定するための判定基準は、金属溶湯Ｋや炉Ｒの形成素材や雰囲気温度などに応じて適宜設定することができる。
【００４９】
一方で、Ｓ１２でカメラ１の撮像画像とマスタ画像との間に差異がないと判定された場合には、Ｓ１４で撮像画像中に金属溶湯塊Ｍや酸化物Ｌなどといった金属溶湯Ｋなどと異なる異物Ｐが無いと特定する。
【００５０】
具体的には、画像処理装置２でカメラ１の撮像画像とマスタ画像を所定の成分で二値化し、撮像画像の全領域において画像値の差分が所定値以下である場合には撮像画像中に異物Ｐが存在しないと特定する。
【００５１】
Ｓ１５では、Ｓ１３にて検出された異物Ｐの光沢度が所定の光沢度よりも高いか否かを判定し、異物Ｐの光沢度が所定の光沢度よりも高い場合には、Ｓ１６で上記異物Ｐを金属溶湯塊Ｍと識別する。一方で、異物Ｐの光沢度が所定の光沢度以下である場合には、Ｓ１８で上記異物Ｐを酸化物Ｌと識別する。
【００５２】
具体的には、Ｓ１３にて検出された異物Ｐに対応する撮像画像中の箇所を画像処理装置２で復元し（図８参照）、その箇所の光沢度（反射光強度、輝度などともいう。）を算出してその光沢度が所定の光沢度よりも高い場合に、当該箇所を金属溶湯塊Ｍと識別する。一方で、算出された光沢度が所定の光沢度以下である場合には、当該箇所を酸化物Ｌと識別する。なお、Ｓ１３で検出された異物Ｐが酸化物Ｌと金属溶湯塊Ｍのいずれであるかを識別するための識別要素としては、異物Ｐの色彩や形状などを適用することもできる。
【００５３】
Ｓ１６で異物Ｐを金属溶湯塊Ｍと識別すると、Ｓ１７では、マニピュレータ３のアーム３ａを駆動させ、その先端部３ｂに取り付けられた処理ハンド５で金属溶湯塊Ｍを金属溶湯Ｋの内部に浸漬させて溶融させる。一方で、Ｓ１８で異物Ｐを酸化物Ｌと識別すると、Ｓ１９では、マニピュレータ３のアーム３ａを駆動させ、その先端部３ｂに取り付けられた処理ハンド５で酸化物Ｌを金属溶湯Ｋの液面Ｋａや炉Ｒの壁面Ｒａから除去する。
【００５４】
そして、Ｓ１７で金属溶湯塊Ｍを金属溶湯Ｋの内部に浸漬させたり、Ｓ１９で酸化物Ｌを金属溶湯Ｋの液面Ｋａや炉Ｒの壁面Ｒａから除去した後、再び、カメラ１で炉Ｒの内部に貯留された金属溶湯Ｋの液面Ｋａや炉Ｒの壁面Ｒａを撮像し（Ｓ１１）、画像処理装置２で撮像画像中の異物Ｐを検出し（Ｓ１３）、検出された異物Ｐを金属溶湯塊Ｍや酸化物Ｌに識別する（Ｓ１６、Ｓ１８）。
【００５５】
このような工程を繰り返すことで、時間の経過と共に金属溶湯Ｋの液面Ｋａや炉Ｒの壁面Ｒａに形成される金属溶湯塊Ｍと酸化物Ｌを確実に検出して識別することができ、その金属溶湯を金型等に充填して製造される鋳造品の歩留まり率を高め、その鋳造品への酸化物の混入を確実に抑制して当該鋳造品の品質を高めることができる。また、炉Ｒの壁面Ｒａに形成される金属溶湯塊Ｍを金属溶湯Ｋに溶融させるとともに、炉Ｒの壁面Ｒａに形成される酸化物Ｌをその壁面Ｒａから除去することによって、炉Ｒの壁面Ｒａのメンテナンス作業の工数を削減することもできる。
【００５６】
以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５７】
１…カメラ（撮像部）、２…画像処理装置（識別部）、３…マニピュレータ（処理部）、４…コントローラ（制御部）、５、５ａ、５ｂ…処理ハンド、１０…識別装置、Ｋ…金属溶湯、Ｋａ…金属溶湯の液面、Ｌ…酸化物（金属溶湯酸化物）、Ｍ…金属溶湯塊、Ｐ…異物、Ｒ…炉、Ｒａ…炉の壁面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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