(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
向い合う固定型と可動型とを備えた開閉式の成形用金型の型表面を撮像する単一の撮像手段と、この撮像手段によって撮像した画像に基づいて前記型表面の温度を監視する金型温度監視装置において、
離型剤を前記型表面に塗布する離型剤塗布ユニットと、
前記離型剤塗布ユニットと撮像手段とが装着される可動ヘッド部をアーム先端に前記可動ヘッド部の軸心回りに回動自在に装備したロボットアームと、
前記撮像手段と離型剤塗布ユニットと可動ヘッド部との作動を制御する制御手段とを備え、
前記離型剤塗布ユニットが、前記可動ヘッド部の軸心に対して噴出方向が夫々反対向きになるように配置された１対のノズル部を備え、
前記撮像手段が、その撮像方向が前記１対のノズル部による離型剤の塗布方向に対して直交方向になるように前記可動ヘッド部に装着され、
前記制御手段は、型開状態にして成形品取出し後において離型剤の塗布前または塗布後に前記撮像手段を前記可動ヘッド部の軸心回りに回動させて前記固定型と可動型のうち片方の型表面を撮像後、前記撮像手段を前記可動ヘッド部の軸心回りに回動させて他方の型表面を撮像させることを特徴とする金型温度監視装置。
【請求項２】
前記撮像画像に基づいて撮像された型表面の温度分布を演算する温度分布演算手段と、
正常時の型表面の温度分布を示すマスタ画像を有し、このマスタ画像と前記温度分布とを比較して型表面の温度異常部位を判定する異常部位判定手段とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の金型温度監視装置。
【請求項３】
前記可動型が可動型の移動方向に対して直交方向に移動可能なサブ金型を備えると共に前記可動型の型表面が複数の撮像エリアに分割され、
前記制御手段が前記可動ヘッド部をシフト動作させて前記複数の撮像エリアを連続して撮像することを特徴とする請求項１又は２に記載の金型温度監視装置。
【請求項４】
向い合う固定型と可動型とを備えた開閉式の成形用金型の型表面を撮像する単一の撮像手段と、この撮像手段によって撮像された画像に基づいて前記型表面の温度を監視する金型温度監視方法において、
噴出方向が夫々反対向きになるように配置された１対のノズル部を備え且つ離型剤を前記型表面に塗布する離型剤塗布ユニットと、前記１対のノズル部による離型剤の塗布方向と撮像方向とが直交方向になるように前記離型剤塗布ユニットと撮像手段とが装着される可動ヘッド部をアーム先端に前記可動ヘッド部の軸心回りに回動自在に装備したロボットアームと、前記撮像手段と離型剤塗布ユニットと可動ヘッド部との作動を制御する制御手段とを予め設けておき、
前記金型を型開状態にして成形品取出し後において前記離型剤塗布ユニットを前記金型の型表面近傍位置に移動させて離型剤を塗布する離型剤塗布工程と、
前記金型を型開状態のまま、離型剤塗布工程前または離型剤塗布工程後に前記撮像手段が前記可動ヘッド部の軸心回りに回動されて前記固定型と可動型のうち片方の型表面を撮像後、前記撮像手段を前記可動ヘッド部の軸心回りに回動させて他方の型表面を撮像する撮像工程と、
を備えたことを特徴とする金型温度監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型温度監視装置及びその監視方法に関し、特に離型剤の塗布前または塗布後に連続して成形用金型の型表面温度の撮像画像を取得することができる金型温度監視装置及びその監視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、耐食性に優れ軽量化を図ることができるアルミニウムを主原料としたアルミ合金等の軽合金鋳物が多くの構造物に使用されている。特に、自動車の分野では、軽量化による燃費改善を狙いとして、シリンダブロックやミッションケース等の大型部品から各種小型部品に到るまで適用箇所の拡大傾向が顕著であり、これに伴って軽合金鋳物の生産性の向上が一層求められている。
【０００３】
軽合金鋳物の製造方法として、開閉式の成形用金型によるダイキャスト鋳造が用いられている。このダイキャスト鋳造は、可動型を固定型に当接させてキャビィティを形成した型締状態において溶融金属を高圧で射出し、溶融金属の凝固後、可動型を固定型から離隔させた型開状態において可動型に付着している成形品をエジェクタ装置やロボットアーム等によって取外す作業を行い、金型表面に対してエアブローや離型剤塗布を行う一連の工程を１サイクルとしている。この鋳造サイクルは所定の作業時間、例えば２分程度のタクトで繰り返し実行される。
【０００４】
このようなダイキャスト鋳造では、鋳造対象である成形品の形状によって、冷却速度の遅い厚肉部と冷却速度の速い薄肉部との間に温度分布の不均一が発生し、冷却速度のばらつきに起因した内部応力が成形品内部に局所的に蓄積された結果、成形品の鋳造欠陥や不具合を招く虞がある。また、冷却速度のばらつきは、キャビティを形成する金型の内部にも内部応力の蓄積を生じさせるため、金型寿命に影響を与える虞もある。それ故、金型内部に水等の冷却媒体を循環させる冷却水通路を形成し、強制冷却による冷却速度の均等化によって、成形品組織の安定化と鋳造欠陥の発生防止等を行っている。
【０００５】
通常、金型に設けられた冷却系装置の状態は、冷却水通路を循環する冷却媒体の流量変化や温度変化等を監視することで管理されている。
しかし、冷却媒体の温度変化は金型全体の平均温度の温度変化を反映するものの、成形品の局所的な部位毎の温度変化を反映するものではない。しかも、成形品の冷却状態は外気温等の環境要因からも影響を受けるため、冷却媒体の温度によって成形品の部位毎の温度を精度良く把握することは容易ではない。
【０００６】
特許文献１のダイカストマシーン監視装置には、固定型と可動型とを備えたダイカストマシーン本体と、ダイカストマシーン本体近傍に設置され且つ成形品が取出された状態の型やその周辺を撮像するテレビジョンカメラと、離型剤を型表面に塗布する離型剤塗布装置と、所定のタイミングの期間に限ってテレビジョンカメラのレンズを露出させるシャッタ装置と、テレビジョンカメラとシャッタ装置を制御可能なダイカストマシーン監視装置が開示されている。ダイカストマシーン監視装置は、可動型が型開限界位置まで後退し、成形品が取出された後、離型剤の塗布が完了してからシャッタ装置を開作動した後、テレビジョンカメラによる撮像データを画像処理することにより、ダイカストマシーン本体を監視している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１３９９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のダイカストマシーン監視装置は、テレビジョンカメラによってダイカストマシーン本体近傍周辺を撮像し、撮像された撮像データを画像処理して型表面の温度を直接監視することも不可能ではない。しかし、テレビジョンカメラがダイカストマシーン本体近傍に固定されているため、型表面を正面から撮像することが困難であり、特に、型表面が凸凹形状の場合、型表面の全体の撮像が難しく、固定されたテレビジョンカメラで型表面全体の温度を監視することは容易ではない。
【０００９】
テレビジョンカメラをロボットアーム先端に装着し、型開状態で成形品取出し後においてテレビジョンカメラを型表面の正面位置へ移動することによって、型表面を正面から撮像することができる。しかし、このような撮像形態にした場合、離型剤の塗布が完了した後、ロボットアームによってテレビジョンカメラを待機位置から型表面の正面位置へ移動し、型表面の撮像後、型表面の正面位置から待機位置へ復帰するための移動・復帰工程が新たに生じ、鋳造サイクルの長期化を招く。また、ロボットアームは離型剤塗布装置や他の周辺機器等を避ける軌跡を通って移動する必要があるため、移動・復帰工程を最短化することが難しく、鋳造サイクルが更に長くなり、ダイキャスト鋳造自体の生産性が低下する虞がある。
【００１０】
本発明の目的は、生産性と金型表面の正確な温度監視とを両立できる金型温度監視装置及びその監視方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の金型温度監視装置は、向い合う固定型と可動型とを備えた開閉式の成形用金型の型表面を撮像する単一の撮像手段と、この撮像手段によって撮像した画像に基づいて前記型表面の温度を監視する金型温度監視装置において、離型剤を前記型表面に塗布する離型剤塗布ユニットと、前記離型剤塗布ユニットと撮像手段とが装着される可動ヘッド部をアーム先端に前記可動ヘッド部の軸心回りに回動自在に装備したロボットアームと、前記撮像手段と離型剤塗布ユニットと可動ヘッド部との作動を制御する制御手段とを備え、前記離型剤塗布ユニットが、前記可動ヘッド部の軸心に対して噴出方向が夫々反対向きになるように配置された１対のノズル部を備え、前記撮像手段が、その撮像方向が前記１対のノズル部による離型剤の塗布方向に対して直交方向になるように前記可動ヘッド部に装着され、前記制御手段は、型開状態にして成形品取出し後において離型剤の塗布前または塗布後に前記撮像手段を前記可動ヘッド部の軸心回りに回動させて前記固定型と可動型のうち片方の型表面を撮像後、前記撮像手段を前記可動ヘッド部の軸心回りに回動させて他方の型表面を撮像させることを特徴としている。
【００１２】
この金型温度監視装置では、制御手段が、型開状態にして成形品取出し後において離型剤の塗布前または塗布後に撮像手段が型表面に対向するように可動ヘッド部の向きを変更して撮像手段に型表面を撮像させるから、簡単な動作で撮像手段を型表面に対向した撮像姿勢に移動でき、型表面を正面から撮像することができる。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記撮像画像に基づいて撮像された型表面の温度分布を演算する温度分布演算手段と、正常時の型表面の温度分布を示すマスタ画像を有し、このマスタ画像と前記温度分布とを比較して型表面の温度異常部位を判定する異常部位判定手段とを備えたことを特徴としている。
【００１４】
【００１５】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記可動型が可動型の移動方向に対して直交方向に移動可能なサブ金型を備えると共に前記可動型の型表面が複数の撮像エリアに分割され、前記制御手段が前記可動ヘッド部をシフト動作させて前記複数の撮像エリアを連続して撮像することを特徴としている。
【００１６】
請求項５の金型温度監視方法は、向い合う固定型と可動型とを備えた開閉式の成形用金型の型表面を撮像する単一の撮像手段と、この撮像手段によって撮像された画像に基づいて前記型表面の温度を監視する金型温度監視方法において、噴出方向が夫々反対向きになるように配置された１対のノズル部を備え且つ離型剤を前記型表面に塗布する離型剤塗布ユニットと、前記１対のノズル部による離型剤の塗布方向と撮像方向とが直交方向になるように前記離型剤塗布ユニットと撮像手段とが装着される可動ヘッド部をアーム先端に前記可動ヘッド部の軸心回りに回動自在に装備したロボットアームと、前記撮像手段と離型剤塗布ユニットと可動ヘッド部との作動を制御する制御手段とを予め設けておき、前記金型を型開状態にして成形品取出し後において前記離型剤塗布ユニットを前記金型の型表面近傍位置に移動させて離型剤を塗布する離型剤塗布工程と、前記金型を型開状態のまま、離型剤塗布工程前または離型剤塗布工程後に前記撮像手段が前記可動ヘッド部の軸心回りに回動されて前記固定型と可動型のうち片方の型表面を撮像後、前記撮像手段を前記可動ヘッド部の軸心回りに回動させて他方の型表面を撮像する撮像工程と、を備えたことを特徴とする金型温度監視方法。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明によれば、簡単な構造で離型剤塗布による撮像手段の汚れを防止でき、離型剤塗布工程のためのロボットアームによる移動・復帰工程を撮像工程のためのロボットアームによる移動・復帰工程に兼用することができ、撮像するために必要な専用の移動・復帰工程を省略できるから、鋳造サイクルの長期化を招くことなく、撮像手段を待機位置から型表面の正面位置へ移動でき、生産性を良好に維持することができる。簡単な動作で撮像手段を型表面に対向した撮像姿勢に移動でき、型表面を正面から撮像することができるから、環境要因等に影響を受けることなく、金型表面の温度を精度良く監視することができ、鋳造欠陥等の発生を防止できる。
また、簡単な構造で低コスト化と軽量化を図りつつ、固定型と可動型の型表面を撮像することができる。
【００１８】
請求項２の発明によれば、型表面の温度異常部位を簡単に判定することができる。
請求項３の発明によれば、簡単な動作で広範囲の撮像エリアを撮像することができる。
請求項４の発明によれば、基本的に請求項１の発明と同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施例１に係る金型温度監視装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】成形用金型の型開状態を示す図であって、（ａ）は固定型の型表面を示し、（ｂ）は可動型の型表面を示す図である。
【図３】可動ヘッド部と離型剤塗布ユニットと赤外線カメラとの正面図である。
【図４】金型温度監視方法の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】金型温度測定工程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】
【００２０】
以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２１】
以下、本発明の実施例１について図１〜図５に基づいて説明する。
図１〜図３に示すように、本実施例の金型温度監視装置１は、鋳造機（図示略）の固定型３及び可動型４を備えた成形用金型２と、アーム先端に可動ヘッド部６を装備したロボットアーム５と、可動ヘッド部６に装着された離型剤塗布ユニット７及び赤外線カメラ８（撮像手段）と、制御手段９等を備えている。鋳造機は、例えば、アルミニウムを主原料としたアルミ合金製シリンダブロックを製造する高圧鋳造装置である。
【００２２】
まず、鋳造機の金型２について説明する。
金型２は、固定型３と移動可能な可動型４によって構成され、これらの内部には強制冷却用冷却水を循環させるための冷却水通路等を備えた冷却装置が夫々設けられている。
図２（ａ）に示すように、固定型３は、その表面にシリンダブロック形状の一部を成形するための成形面３ａが形成され、この成形面３ａが可動型４に対向するように基台に搭載されている。図２（ｂ）に示すように、可動型４は、その表面にシリンダブロック形状の一部を成形するための成形面４ａが形成され、この成形面４ａが固定型３の成形面３ａに対向した状態で固定型３に対して直線的に接近・離隔可能に構成されている。
可動型４には、可動型４の移動方向に対して直交方向に接近・離隔可能な２１対のサブ金型４１が左右両側位置に設けられている。
【００２３】
金型２は、２対のサブ金型４１を型締状態（各対のサブ金型４１が最も接近した状態）にした可動型４の型表面３ｂを固定型３の型表面４ｂに当接させて固定型３と可動型４とを型締めする。これにより、固定型３と可動型４との間にシリンダブロックの成形形状となるキャビティ（図示略）が形成される。
【００２４】
鋳造機は、アルミ合金の溶湯をゲート部（図示略）に低速低圧で充満させた後、プランジャ（図示略）によって溶湯をキャビティ内へ高速高圧で射出注入する。所定時間放置して溶湯を凝固させた後、可動型４を固定型３から離隔移動させると共に２対のサブ金型４１を型開状態（各対のサブ金型４１が最も離隔した状態）にして、シリンダブロックを可動型４から取外す。その後、固定型３と可動型４の型開状態を維持したまま、後述する離型剤塗布ユニット７で成形面３ａ，４ａを含む型表面３ｂ，４ｂに離型剤を塗布し、赤外線カメラ８で型表面３ｂ，４ｂを撮像する。
【００２５】
次に、ロボットアーム５について説明する。
図１に示すように、ロボットアーム５は、固定型３の上端部に固定され上下方向軸回りに回転自在な回転台５ａと、この回転台５ａに枢支され枢支軸回りに上下方向に回動自在な第１リンクアーム５ｂと、この第１リンクアーム５ｂの先端に枢支され枢支軸回りに上下方向にへ回動自在な第２リンクアーム５ｃ等を備え、この第２リンクアーム５ｃの先端には可動ヘッド部６が装備されている。これにより、可動ヘッド部６は回転台５ａを中心とする球状空間内を３次元的に移動することができる。このロボットアーム５は、待機状態のとき、図１において仮想線で示す原位置に退避し、離型剤塗布工程を開始するとき、図１において実線で示す初期位置（型開状態における固定型３と可動型４の中間位置）へ移動する。
【００２６】
図３に示すように、可動ヘッド部６は、直方体形状のケーシング６ａと、先端側に伸縮自在にシフト動作可能なロッド（図示略）を備えたシリンダ６ｂと、このシリンダ６ｂの基端が固着された回転基台６ｃと、この回転基台６ｃを軸心回りに回動自在に支持すると共に第２リンクアーム５ｃの先端に固着された取付部６ｄと、この取付部６ｄに固定され回転基台６ｃを回転駆動するモータ（図示略）等を備えている。尚、図３において、左右方向を左右方向とし、紙面前後方向を前後方向として説明する。
【００２７】
ケーシング６ａは、前後左右に４つの壁部を備え、シリンダ６ｂのロッドの伸縮動作に対して一体移動可能に連結されている。これにより、ロッドが伸長したとき、ケーシング６ａは取付部６ｄ（第２リンクアーム５ｃの先端）から離隔し、ロッドが収縮したとき、ケーシング６ａは取付部６ｄに接近する。
【００２８】
次に、離型剤塗布ユニット７について説明する。
図３に示すように、ケーシング６ａの先端には、立方体状の取付座部１０を介して離型剤塗布ユニット７が装着されている。離型剤塗布ユニット７は、筒状の本体部７ａと、この本体部７ａの左右端部に設けられた同時噴射可能な１対のノズル部７ｂ等を備えている。
筒状の本体部７ａは、離型剤収容タンク（図示略）から加圧エアによって加圧された離型剤を導入するためのパイプ状流通路（図示略）と、この流通路先端に接続され左右１対のノズル部７ｂに離型剤を均等に分配するパイプ状分配通路（図示略）等を備えている。
左右１対のノズル部７ｂは、噴出方向が左右方向に夫々反対向きになるように配置され、各噴射口が成形面３ａ，４ａに対して離型剤を偏りなく均一に吹き付け可能に構成されている。
【００２９】
取付座部１０の左右両側の壁部には、同時噴射可能なエアブローノズル１１が夫々設けられている。左右１対のエアブローノズル１１は、加圧エアを供給するためのエア供給管（図示略）に接続され、左右１対のノズル部７ｂと同一の噴出方向になるように左右方向に向けて夫々配置されている。これら左右１対のエアブローノズル１１の噴射口は、成形面３ａ，４ａに対して加圧エアを偏りなく均一に吹き付け可能に構成されている。
【００３０】
図３に示すように、ケーシング６ａの前側壁部には、型表面３ｂ，４ｂの温度情報を撮像可能な量子型赤外線撮像素子を用いた冷却式赤外線カメラ８が設けられている。この赤外線カメラ８は、取付座部１０の近傍位置に配置され、左側（右側）ノズル部７ｂの離型剤噴出方向に対して直交方向の画像を撮像するようにケーシング６ａに装着されている。
【００３１】
図１に示すように、制御手段９は、コンピュータ９ａと、記憶手段９ｂとを備えている。
コンピュータ９ａは、可動ヘッド部６（モータ）と、離型剤塗布ユニット７と、赤外線カメラ８と電気的に接続され、これらの作動を制御可能に構成されている。
コンピュータ９ａは、撮像位置切換制御と撮像方向切換制御と温度異常判定制御とを実行可能なプログラムを備え、ソフトウェア上の機能として各プログラムに基づいて夫々の装置を制御している。このコンピュータ９ａが、本発明の温度分布演算手段と異常部位判定手段に相当している。
【００３２】
撮像位置切換制御は、シリンダ６ｂのロッドを伸縮して赤外線カメラ８の撮像位置を異なる３つの上下方向位置に切換える。赤外線カメラ８の撮像位置は、原位置と、原位置よりもシリンダ６ｂのロッドを収縮させた上側位置と、原位置よりもシリンダ６ｂのロッドを伸長させた下側位置に設定される。尚、赤外線カメラ８が原位置のとき、離型剤塗布ユニット７の１対のノズル部７ｂと１対のエアブローノズル１１の噴射口は成形面３ａ，４ａの夫々の中央部分と略同じ高さ位置に設定されている。
【００３３】
撮像方向切換制御は、可動ヘッド部６の回転基台６ｃを回転駆動するモータを回動して赤外線カメラ８の撮像方向を３方向に切換える。赤外線カメラ８の撮像方向は、離型剤の噴出方向に対して直交方向に向かう原方向と、原方向から９０度回動させて可動型４に対向する可動型対向方向と、可動型対向位置から１８０度回動させて固定型３に対向する固定型対向方向に設定される。本実施例では、離型剤塗布工程を開始するとき、ロボットアーム５を原位置から初期位置へ移動し、可動ヘッド部６をシリンダ６ｂが鉛直状且つ離型剤塗布ユニット７が下端に位置する姿勢において、赤外線カメラ８が原位置且つ原方向に配置された初期状態に配置されている。
【００３４】
温度異常判定制御は、赤外線カメラ８によって撮像された型表面３ｂ，４ｂの撮像データを画像処理して型表面３ｂ，４ｂの温度分布を夫々求め、正常時の型表面３ｂ，４ｂの温度分布と撮像された実際の型表面３ｂ，４ｂの温度分布とを夫々比較して温度異常部位を判定する。温度異常判定制御では、撮像データ中の画素毎の赤外線放射強度から温度演算手段（図示略）により各画素の温度を演算して型表面３ｂ，４ｂの温度分布を求める。  これら実際に撮像された型表面３ｂ，４ｂの温度分布は、コンピュータ９ａのディスプレイ上に温度に応じて色別表示される。実際撮像された型表面３ｂ，４ｂの温度分布は、記憶手段９ｂに予め記憶された正常時の型表面３ｂ，４ｂの温度分布であるマスタ画像（図示略）と成形品の部位毎に比較され、両者の温度差が所定の設定値よりも大きな部位が存在する場合、温度異常と判定され、警告と共にディスプレイ上に温度異常部位がマーキングされて表示される。
【００３５】
図４，図５のフローチャートに基づき、本金型温度監視方法の処理手順を説明する。尚、Ｓｉ（Ｓｉ＝１，２…）は作業工程（ステップ）を示す。
まず、高圧鋳造を開始する（Ｓ１）。
１対のサブ金型４１を型締状態にした可動型４の型表面４ｂを固定型３の型表面３ｂに当接させて固定型３と可動型４とを型締めした後、アルミ合金の溶湯を金型２のキャビティ内へ高速高圧で射出注入する。所定時間放置して溶湯を凝固させ（Ｓ２）、可動型４を固定型３から離隔移動させると共に２対のサブ金型４１を互いに離隔させた型開状態にして（Ｓ３）、シリンダブロック（製品）を可動型４から取出す（Ｓ４）。
【００３６】
離型剤塗布工程（Ｓ５）では、ロボットアーム５を原位置から型開状態の固定型３と可動型４との中間位置である初期位置へ移動する。赤外線カメラ８が原位置且つ原方向に配置された初期状態に設定されているため、離型剤塗布ユニット７の１対のノズル部７ｂと１対のエアブローノズル１１の噴射口は成形面３ａ，４ａの夫々の中央部分に対向されている。この状態で、離型剤塗布ユニット７の１対のノズル部７ｂから離型剤が同時に噴出され、成形面３ａ，４ａに塗布される。
【００３７】
エアブロー工程（Ｓ６）では、離型剤塗布に連続して、１対のエアブローノズル１１から、離型剤が塗布された成形面３ａ，４ａに対して加圧エアを同時に噴出し、成形面３ａ，４ａに塗布された離型剤を均一化して必要最小限の厚さを確保している。Ｓ６の完了後、金型温度測定工程（Ｓ７）に移行する。
【００３８】
Ｓ７では、図５に示すＳ１１〜Ｓ１５の処理を行なっている。
まず、Ｓ１１では、可動型４の型表面４ｂを撮像する。
可動型４には、離隔（型開）状態の２対のサブ金型４１が一体的に設けられるため、型表面４ｂの面積が固定型３の型表面３ｂよりも大きく、撮像範囲も広い。そこで、可動型４の撮像範囲である型表面４ｂを上下に２分割し、上側の第１撮像エリアＡと下側の第２撮像エリアＢとを一部重複して夫々撮像する。
【００３９】
第１撮像エリアＡの撮像では、赤外線カメラ８の撮像方向を、原方向から片側方向へ９０度回動させて可動型４に対向する可動型対向方向に変更し、赤外線カメラ８の撮像位置を、原位置からシリンダ６ｂのロッドを収縮させた上側位置に変更することによって、赤外線カメラ８を第１撮像エリアＡの中央部分に対向させる。この後、第１撮像エリアＡを撮像する。
【００４０】
第２撮像エリアＢの撮像では、赤外線カメラ８の撮像位置を、上側位置からシリンダ６ｂのロッドを伸長させた下側位置に変更することによって、赤外線カメラ８を第２撮像エリアＢの中央部分に対向させる。この後、第２撮像エリアＢを撮像する。
第１撮像エリアＡと第２撮像エリアＢの撮像完了後、可動型温測定工程（Ｓ１２）に移行する。
【００４１】
Ｓ１２では、第１撮像エリアＡと第２撮像エリアＢの撮像データを画像処理して型表面４ｂの温度分布を求め、正常時のマスタ画像と比較して温度異常部位を判定する。温度異常部位が存在する場合、警告と共にディスプレイに温度異常部位がマーキングされて表示される。
【００４２】
Ｓ１３では、固定型３の型表面３ｂを撮像する。
固定型３の型表面３ｂの撮像では、赤外線カメラ８の撮像方向を、可動型対向方向から他側方向へ１８０度回動させて固定型３に対向する固定型対向方向に変更し、赤外線カメラ８の撮像位置を、下側位置からシリンダ６ｂのロッドを収縮させた原位置に変更することによって、赤外線カメラ８を型表面３ｂの中央部分に対向させる。この後、型表面３ｂを撮像する。固定型３の型表面３ｂの撮像完了後、固定型温測定工程（Ｓ１４）に移行する。
【００４３】
Ｓ１４では、固定型３の型表面３ｂの撮像データを画像処理して型表面３ｂの温度分布を求め、正常時のマスタ画像と比較して温度異常部位を判定する。温度異常部位が存在する場合、警告と共にディスプレイに温度異常部位がマーキングされて表示される。
Ｓ１４の後、赤外線カメラ８を片側方向へ９０度回動させて初期状態に復帰する（Ｓ１５）。
【００４４】
Ｓ７の処理を終了した後、ロボットアーム５を原位置に復帰して型締めする（Ｓ８）。
Ｓ８では、ロボットアーム５を初期位置から原位置に復帰させた後、２１対のサブ金型４１を型締状態にした可動型４を固定型３に接近移動し固定型３と可動型４とを型締めして鋳造サイクルを終了する。Ｓ８の後、Ｓ１へリターンして次の鋳造サイクルを繰り返す。
【００４５】
次に、実施例に係る金型温度監視装置及びその監視方法の作用・効果について説明する。
この金型温度監視装置１によれば、簡単な構造で離型剤塗布による赤外線カメラ８の汚れの影響を受けにくく、離型剤塗布工程Ｓ５のためのロボットアーム５による移動・復帰工程を撮像工程Ｓ１１，Ｓ１３のためのロボットアーム５による移動・復帰工程に兼用することができ、撮像するために必要な専用の移動・復帰工程を省略できるから、鋳造サイクルの長期化を招くことなく、赤外線カメラ８を待機位置であるロボットアーム５の原位置から型表面３ｂ，４ｂの正面位置へ移動でき、生産性を良好に維持することができる。  簡単な動作で赤外線カメラ８を型表面３ｂ，４ｂに対向した撮像姿勢である可動型対向方向や固定型対向方向に移動でき、型表面３ｂ，４ｂを正面から撮像することができるから、環境要因等に影響を受けることなく、金型表面３ｂ，４ｂの温度を精度良く監視することができ、鋳造欠陥等の発生を防止できる。
【００４６】
撮像画像に基づいて撮像された型表面３ｂ，４ｂの温度分布を演算するコンピュータ９ａと、正常時の型表面の温度分布を示すマスタ画像を有し、このマスタ画像と演算された温度分布とを比較して型表面３ｂ，４ｂの温度異常部位を判定するコンピュータ９ａとを備えているため、型表面３ｂ，４ｂの温度異常部位を簡単に判定することができる。
【００４７】
金型２が固定型３と可動型４とを備え、制御手段９は、単一の赤外線カメラ８によって固定型３と可動型４のうち片方の型表面４ｂを撮像後、可動ヘッド部６を反転して他方の型表面３ｂを撮像させるため、簡単な構造で低コスト化と軽量化を図りつつ、固定型３と可動型４の型表面３ｂ，４ｂを撮像することができる。
【００４８】
可動型４が可動型４の移動方向に対して直交方向に移動可能な２対のサブ金型４１を備えると共に可動型４の型表面４ｂが上下２つの第１，第２撮像エリアＡ，Ｂに分割され、制御手段９が可動ヘッド部６をシフト動作させて第１，第２撮像エリアＡ，Ｂを連続して撮像するため、簡単な動作で広範囲の撮像エリアを撮像することができる。
【００４９】
この金型温度監視方法によれば、開閉式の成形用金型２の型表面３ｂ，４ｂを撮像する赤外線カメラ８と、この赤外線カメラ８によって撮像された画像に基づいて型表面３ｂ，４ｂの温度を監視する金型温度監視方法において、離型剤を型表面３ｂ，４ｂに塗布する離型剤塗布ユニット７と、離型剤の塗布方向と撮像方向とが異なる方向になるように離型剤塗布ユニット７と赤外線カメラ８とが装着される可動ヘッド部６を第２リンクアーム５ｃ先端に回動自在に装備したロボットアーム５と、赤外線カメラ８と離型剤塗布ユニット７と可動ヘッド部６との作動を制御する制御手段９とを予め設けておき、金型２を型開状態にして成形品取出し後において離型剤塗布ユニット７を金型２の型表面近傍位置に移動させて離型剤を塗布する離型剤塗布工程Ｓ５と、金型２を型開状態のまま、離型剤塗布工程Ｓ５後に赤外線カメラ８が型表面４ｂ（３ｂ）に対向するように可動ヘッド部６の向きを変更して型表面３ｂ，４ｂを撮像する可動型及び固定型撮像工程Ｓ１１，Ｓ１３とを備えている。これにより、基本的に前述した効果と同様の効果を奏することができる。
【００５０】
次に、前記実施例を部分的に変更した変形例について説明する。
１〕前記実施例においては、離型剤塗布工程の後に固定型と可動型との撮像工程を行なう例を説明したが、少なくとも成形品を取出した後であれば良く、離型剤塗布工程の前に固定型と可動型との撮像工程を行なっても良い。
【００５１】
２〕前記実施例においては、単一の赤外線カメラによって固定型撮像工程と可動型撮像工程とを連続して行なう例を説明したが、複数の赤外線カメラ、例えば離型剤の塗布方向に直交する方向に１つの固定型用赤外線カメラを設置し、その反対位置に上下２つの可動型用赤外線カメラを設置することで固定型撮像工程と可動型撮像工程とを同時に行なうことができ、また、広角の赤外線カメラの採用により、２つの赤外線カメラでも固定型撮像工程と可動型撮像工程とを同時に行なうことができる。また、離型剤の塗布方向に直交する方向に赤外線カメラを設置した例を説明したが、少なくとも赤外線カメラが離型剤の噴出領域から外れていれば良く、離型剤の塗布方向に直交する方向に限ることなく任意に設定可能である。
【００５２】
３〕前記実施例においては、３次元的に移動可能なロボットアームの例を説明したが、離型剤塗布ユニットを離型剤を塗布可能な固定型及び可動型の型表面の対向位置に移動できれば良く、設備のレイアウトに応じて、直線的な移動を行なうロボットアームや上下左右のように２次元的に移動可能なロボットアームを適宜選択可能である。
【００５３】
４〕前記実施例においては、撮像手段として量子型赤外線撮像素子を用いた冷却式赤外線カメラの例を説明したが、少なくとも型表面温度を監視できれば良く、ボロメータ型赤外線撮像素子を用いた非冷却式赤外線カメラや、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子を用いて熱画像を撮像可能な撮像手段を採用可能である。
５〕その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態も包含するものである。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、離型剤の塗布前または塗布後に連続して成形用金型の型表面温度の撮像画像を取得することができる金型温度監視装置及びその監視方法において、撮像手段を、離型剤塗布ユニットが装着された可動ヘッド部に離型剤の塗布方向と異なる方向になるように装着することにより、生産性と金型表面の正確な温度監視とを両立することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１        金型温度監視装置
２        金型
３        固定型
３ｂ      型表面
４        可動型
４ｂ      型表面
５        ロボットアーム
５ｃ      第２リンクアーム
６        可動ヘッド部
７        離型剤塗布ユニット
８        赤外線カメラ
９        制御手段
９ａ      コンピュータ
４１      サブ金型
Ｓ５      離型剤塗布工程
Ｓ１１    可動型撮像工程
Ｓ１３    固定型撮像工程
Ａ        第１撮像エリア
Ｂ        第２撮像エリア
【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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