(57)【要約】【課題】造型機前の混練砂の砂性状と、バッチ式混練機排出時の混練砂の砂性状との間の時間要素を考慮した混練制御をする造型機前の砂性状安定化方法及びその装置を提供する。【解決手段】造型機前排出の時刻及び砂性状と、バッチ式混練機排出時の時刻及び砂性状を測定して混練砂輸送の時間要素を考慮した砂性状の補正をしてバッチ式混練機の砂性状をコントロールする造型機前の砂性状安定化方穂法及びその装置【選択図】　　図１
2004130329.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッチ式混練機から排出・搬送されて造型機に投入される前の造型機前の砂性状を測定する工程と、該砂性状を前記バッチ式混練機にフィードバックする工程と、を備えたことを特徴とする造型機前の砂性状安定化方法。
【請求項２】
第１砂性状計測機により混練を制御するバッチ式混練機から排出・搬送されて造型機に投入される前の造型機前の砂性状を第２砂性状計測機により測定する工程と、該砂性状を前記バッチ式混練機にフィードバックする工程と、を備えたことを特徴とする造型機前の砂性状安定化方法。
【請求項３】
第１砂性状計測機においてバッチ式混練機排出時の砂性状を測定・測定時刻と共に記憶する工程と、前記バッチ式混練機から排出・搬送されて造型機に投入される前の造型機前の砂性状を第２砂性状計測機により測定・測定時刻と共に記憶する工程と、前記造型機前の砂性状を測定時刻により前記バッチ式混練機にフィードバックする工程と、を備えたことを特徴とする造型機前の砂性状安定化方法。
【請求項４】
バッチ式混練機排出時の砂性状を測定・測定時刻、目標値と共に記憶する工程と、造型機前の砂性状を測定・測定時刻、目標値と共に記憶する工程と、前回の造型機前の砂性状を測定した時刻から輸送時間前のバッチ式混練機から排出された時刻の砂性状の測定値を検索する工程と、
前記前回の造型機前の砂性状の測定値と目標値との偏差を算出する工程と、
砂輸送経路による砂性状の測定値の変化量を算出する工程と、
前回のバッチ式混練機の砂性状の目標値を読出す工程と、
次回のバッチ式混練機の砂性状の目標値を算出する工程と、
該算出された砂性状の目標値を次バッチ混練に用いて混練する工程と、
を備えたことを特徴とする造型機前の砂性状安定化方法。
【請求項５】
算出された混練時刻におけるバッチ式混練機排出時の砂性状の測定値と造型機前の砂性状の目標値との偏差の砂輸送経路による砂性状の測定値の変化量を補正する工程と、を更に備えたことを特徴とする請求項４に記載の造型機前の砂性状安定化方法。
【請求項６】
前記第１砂性状計測機と前記第２砂性状計測機とが、サンプリング方法が異なり、同じ計測方法であることを特徴とする請求項２若しくは３に記載の造型機前の砂性状安定化方法。
【請求項７】
バッチ式混練機により混練された混練砂の排出時の砂をサンプリングして砂性状を測定すると共にその結果を次回の砂混練にフィードバックして混練砂の砂性状を安定化させ、造型機へ輸送する造型機前の砂性状安定化方法であって、
バッチ式混練機から混練砂が排出される時刻と混練砂の砂性状を測定すると共にこれを記憶する工程と、前記混練砂が前記造型機に排出される時刻と混練砂の砂性状を測定すると共にこれを記憶する工程と、前回造型機前測定時刻から輸送時間前のバッチ式混練機排出時刻の測定値から砂性状測定時刻とバッチ式混練機から造型機までの砂輸送時間からその相当砂の混練時刻を算出すると共に該算出混練時刻におけるバッチ式混練機排出時の砂性状測定を検索し読み出す工程と、算出したバッチ式混練機排出時刻における砂性状測定値と前回造型機前の砂性状測定値とから砂輸送経路による砂性状測定値の変化量を算出する工程と、造型機前の砂性状目標値を前回造型機前の砂性状測定時刻及び測定値からその偏差を算出する工程と、前回造型機前の砂性状測定値と目標値との偏差を砂輸送経路による砂性状測定値の変化量の比率で補正して砂性状補正値を算出する工程と、前回バッチ混練の砂性状目標値の記憶から次バッチ混練の砂性状目標値に前記砂性状補正値を反映して次バッチ砂性状目標値を算出して、次バッチ混練の際にバッチ式混練機の砂性状コントロールをする工程と、を具備することを特徴とする造型機前の砂性状安定化方法。
【請求項８】
バッチ式混練機から砂輸送経路を通じて造型機に輸送される砂の造型機前の砂性状を安定化させる装置であって、バッチ式混練機側壁に設置した砂サンプリング機構付き砂性状計測機と、造型機前に配置した微押圧砂サンプリング機能付き砂性状計測機と、を具備したことを特徴とする造型機前の砂性状安定化装置。
【請求項９】
バッチ式混練機から砂輸送経路を通じて造型機に輸送される砂の造型機前の砂性状を安定化させる装置であって、バッチ式混練機側壁に設置した砂サンプリング機構付き第１砂性状計測機と、造型機前に配置した砂サンプリング機能付き第２砂性状計測機と、を具備し、前記造型機前の砂と前記バッチ式混練機のサンプリング砂を性状変化させずに同一レベルで扱えるように採取することを特徴とする造型機前の砂性状安定化装置。
【請求項１０】
造型機前の砂性状を測定して、混練工程にフィードバックする、造型機前の砂性状を安定化する装置であって、
バッチ式混練機排出時の砂性状測定手段と、バッチ式混練機排出時の測定値等記憶手段と、造型機前の砂性状測定手段と、造型機前の測定値等記憶手段と、前回造型機前測定時刻から輸送時間前のバッチ式混練機排出時刻の測定値検索手段と、前回造型機前の砂性状測定値と目標値との偏差算出手段と、砂輸送経路による砂性状測定値の変化量算出手段と、　算出された混練時刻におけるバッチ式混練機排出時の砂性状測定値と造型機前の砂性状目標値との偏差の砂輸送経路による砂性状測定値の変化量補正手段と、前回バッチのバッチ式混練機砂性状目標値の記憶装置からの読出手段と、次バッチ混練の砂性状目標値算出手段と、次バッチ混練制御手段と、を具備したことを特徴とする造型機前の砂性状安定化装置。
【請求項１１】
バッチ式混練機により混練された混練砂の排出時の砂をサンプリングして砂性状を測定すると共にその結果を次回の砂混練にフィードバックして混練砂の砂性状を安定化させ、造型機へ輸送する造型機前の砂性状安定化装置であって、
バッチ式混練機の側壁に備えられて、バッチ式混練機排出時の時刻及び砂性状を測定するバッチ式混練機排出時の砂性状測定手段と、バッチ式混練機排出時の測定値等記憶手段と、造型機前に備えられて、造型機前の混練砂排出時の時刻及び砂性状を測定する造型機前の砂性状測定手段と、造型機前の測定値等記憶手段と、前回造型機前測定時刻から輸送時間前のバッチ式混練機排出時刻及び砂性状測定値の検索手段と、前回造型機前の砂性状測定値と目標値との偏差算出手段と、砂輸送経路による砂性状測定値の変化量算出手段と、算出された混練時刻におけるバッチ式混練機排出時の砂性状測定値と造型機前の砂性状目標値との偏差の砂輸送経路による砂性状測定値の変化量補正手段と、前回バッチのバッチ式混練機砂性状目標値の記憶装置からの読み出し手段と、次バッチ混練の砂性状目標値算出手段と、次バッチ混練制御手段と、を具備したことを特徴とする造型機前の砂性状安定化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バッチ式混練機により混練された混練砂の排出時の砂をサンプリングして砂性状を測定すると共にその結果を次回の砂混練にフィードバックして混練砂の砂性状を安定化させ、造型機へ輸送する造型機前の砂性状安定化方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、造型機前の砂性状を安定化させる方法及び装置としては、回収砂の砂温によって、バッチ式混練機の制御パラメータ（例えば、コンパクタビリティ）を増減するもの（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）である。しかし、この方法及び装置では、混練砂をサンプリングしてコンパクタビリティ値、回収砂温度・水分値等を測定し、その結果を次回バッチのバッチ式混練機にフィードバックして鋳物砂の混練を制御している。
【０００３】
【特許文献１】
特公平１−１５８２５号公報（第１〜２ペ−ジ、図１）
【特許文献２】
特公平３−７６７１０号公報（第１〜２ペ−ジ、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような鋳物砂の混練制御では混練排出後の混練砂を造型機へ輸送する間に水分を蒸発させたり、砂温度降下により砂性状に大きく影響すると共に時間要素でも不安定になるため、正確な時間管理をする必要があるが、これらを勘案した造型機前の砂性状を安定させることができなかった。
本発明は上記の問題に鑑みてなされたもので、造型機前の混練砂の砂性状と、バッチ式混練機排出時の混練砂の砂性状との間の時間要素を考慮した混練制御をする造型機前の砂性状安定化方法及びその装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明における造型機前の砂性状安定化方法は、バッチ式混練機から排出・搬送されて造型機に投入される前の造型機前の砂性状を測定する工程と、該砂性状を前記バッチ式混練機にフィードバックする工程と、を備えている。本発明によれば、造型機前の混練砂の砂性状がわかるため、バッチ式混練機の混練制御をすることができる。
【０００６】
また、上記の目的を達成するために、本発明における造型機前の砂性状安定化方法は、第１砂性状計測機により混練を制御するバッチ式混練機から排出・搬送されて造型機に投入される前の造型機前の砂性状を第２砂性状計測機により測定する工程と、該砂性状を前記バッチ式混練機にフィードバックする工程と、を備えている。本発明によれば、第２砂性状計測機により造型機前の混練砂の砂性状がわかるため、バッチ式混練機の混練制御をすることができる。
【０００７】
さらに、上記の目的を達成するために、本発明における造型機前の砂性状安定化方法は、第１砂性状計測機においてバッチ式混練機排出時の砂性状を測定・測定時刻と共に記憶する工程と、前記バッチ式混練機から排出・搬送されて造型機に投入される前の造型機前の砂性状を第２砂性状計測機により測定・測定時刻と共に記憶する工程と、前記造型機前の砂性状を測定時刻により前記バッチ式混練機にフィードバックする工程と、を備えている。本発明によれば、第２砂性状計測機により造型機前の混練砂の砂性状・時刻がわかるため、バッチ式混練機の混練制御を確実にすることができる。
【０００８】
加えて、上記の目的を達成するために、本発明における造型機前の砂性状安定化方法は、バッチ式混練機排出時の砂性状を測定・測定時刻、目標値と共に記憶する工程と、造型機前の砂性状を測定・測定時刻、目標値と共に記憶する工程と、前回の造型機前の砂性状を測定した時刻から輸送時間前のバッチ式混練機から排出された時刻の砂性状の測定値を検索する工程と、前記前回の造型機前の砂性状の測定値と目標値との偏差を算出する工程と、砂輸送経路による砂性状の測定値の変化量を算出する工程と、前回のバッチ式混練機の砂性状の目標値を読出す工程と、次回のバッチ式混練機の砂性状の目標値を算出する工程と、該算出された砂性状の目標値を次バッチ混練に用いて混練する工程と、を備えたことを特徴とする。本発明において、算出された混練時刻におけるバッチ式混練機排出時の砂性状の測定値と造型機前の砂性状の目標値との偏差の砂輸送経路による砂性状の測定値の変化量を補正する工程と、を更に備えることができる。またなお、第１砂性状計測機と第２砂性状計測機とを用いる場合には、サンプリング方法が異なり、同じ計測方法とすることができる。本発明によれば、造型機前の砂とバッチ式混練機のサンプリング砂を性状変化させずに同一レベルで扱えるようにすることができる。
すなわち、本発明においては通常は圧力がかかっていない状態でのサンプリングによる造型機前の混練砂と、通常はスクレーパ、タイヤ、スクリューなどの回転による遠心力などで圧力がかかっている状態でのサンプリングによるバッチ式混練機からの混練砂を、同一レベルのサンプリング砂にすることができる。
【０００９】
そして、上記の目的を達成するために、本発明における造型機前の砂性状安定化方法は、バッチ式混練機から混練砂が排出される時刻と混練砂の砂性状を測定すると共にこれを記憶する工程と、前記混練砂が前記造型機に排出される時刻と混練砂の砂性状を測定すると共にこれを記憶する工程と、前回造型機前測定時刻から輸送時間前のバッチ式混練機排出時刻の測定値から砂性状測定時刻とバッチ式混練機から造型機までの砂輸送時間からその相当砂の混練時刻を算出すると共に該算出混練時刻におけるバッチ式混練機排出時の砂性状測定を検索し読み出す工程と、算出したバッチ式混練機排出時刻における砂性状測定値と前回造型機前の砂性状測定値とから砂輸送経路による砂性状測定値の変化量を算出する工程と、造型機前の砂性状目標値を前回造型機前の砂性状測定時刻及び測定値からその偏差を算出する工程と、前回造型機前の砂性状測定値と目標値との偏差を砂輸送経路による砂性状測定値の変化量の比率で補正して砂性状補正値を算出する工程と、前回バッチ混練の砂性状目標値の記憶から次バッチ混練の砂性状目標値に前記砂性状補正値を反映して次バッチ砂性状目標値を算出して、次バッチ混練の際にバッチ式混練機の砂性状コントロールをする工程と、を具備することを特徴とする。
【００１０】
一方、本発明における造型機前の砂性状安定化装置は、バッチ式混練機から輸送を通じて造型機に輸送される砂の造型機前の砂性状を安定化させる装置であって、バッチ式混練機側壁に設置した砂サンプリング機構付き砂性状計測機と、造型機前に配置した微押圧砂サンプリング機能付き砂性状計測機と、を具備したことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明における造型機前の砂性状安定化装置は、バッチ式混練機から砂輸送経路を通じて造型機に輸送される砂の造型機前の砂性状を安定化させる装置であって、バッチ式混練機側壁に設置した砂サンプリング機構付き第１砂性状計測機と、造型機前に配置した砂サンプリング機能付き第２砂性状計測機と、を具備し、前記造型機前の砂と前記バッチ式混練機のサンプリング砂を性状変化させずに同一レベルで扱えるように採取することを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明における造型機前の砂性状安定化装置は、造型機前の砂性状を測定して、混練工程にフィードバックする、造型機前の砂性状を安定化する装置であって、
バッチ式混練機排出時の砂性状測定手段と、バッチ式混練機排出時の測定値等記憶手段と、造型機前の砂性状測定手段と、造型機前の測定値等記憶手段と、前回造型機前測定時刻から輸送時間前のバッチ式混練機排出時刻の測定値検索手段と、前回造型機前の砂性状測定値と目標値との偏差算出手段と、砂輸送経路による砂性状測定値の変化量算出手段と、
算出された混練時刻におけるバッチ式混練機排出時の砂性状測定値と造型機前の砂性状目標値との偏差の砂輸送経路による砂性状測定値の変化量補正手段と、前回バッチのバッチ式混練機の砂性状目標値の記憶装置からの読出手段と、次バッチ混練の砂性状目標値算出手段と、次バッチ混練制御手段と、を具備したことを特徴とする。
【００１３】
そして、本発明における造型機前の砂性状安定化装置は、バッチ式混練機の側壁に備えられて、バッチ式混練機排出時の時刻及び砂性状を測定するバッチ式混練機排出時の砂性状測定手段と、バッチ式混練機排出時の測定値等記憶手段と、造型機前に備えられて、造型機前の混練砂排出時の時刻及び砂性状を測定する造型機前の砂性状測定手段と、造型機前の測定値等記憶手段と、前回造型機前測定時刻から輸送時間前のバッチ式混練機排出時刻及び砂性状測定値の検索手段と、前回造型機前の砂性状測定値と目標値との偏差算出手段と、砂輸送経路による砂性状測定値の変化量算出手段と、算出された混練時刻におけるバッチ式混練機排出時の砂性状測定値と造型機前の砂性状目標値との偏差の砂輸送経路による砂性状測定値の変化量補正手段と、前回バッチのバッチ式混練機砂性状目標値の記憶装置からの読み出し手段と、次バッチ混練の砂性状目標値算出手段と、次バッチ混練制御手段と、を具備したことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づき詳しく説明する。図１においてバッチ式混練機１の側壁には砂サンプリング機構付き砂性状計測機（「第１砂性状計測機」以下同じ）２が配設されている。また、バッチ式混練機１の下部には砂ホッパ３が配置され、該砂ホッパ３の下部に混練砂の輸送手段であるベルトフィ−ダ４が設けられている。
【００１５】
該ベルトフィ−ダ７の先端は、造型機５の上部に配置された砂ホッパ６の上方に臨んで配置されていると共に該砂ホッパ６の下部にベルトフィ−ダ７が設置されている。該ベルトフィ−ダ７の先端は造型機５のシュ−トホッパ上部に臨んで配置されている。
【００１６】
また前記砂ホッパ６の側壁には後述の微押圧電動シリンダ３００（図３参照）を付属の砂サンプリング機能付き砂性状計測機（「第２砂性状計測機」以下同じ）８が取付けられている。また前記砂サンプリング機能付き砂性状計測機２及び微押圧電動シリンダ３００を付属の砂サンプリング機能付き砂性状計測機８は、各砂性状を計測採取し演算処理する記憶演算機能付制御盤９が電気的に接続されている。
【００１７】
次に図２に砂サンプリング機能付き砂性状計測機２の具体例を示す。バッチ式混練機１の側壁に備えられて、サンプリングスクリュー２０９を変速機構２１０付き無段変速電動機２１１で回転させている。砂サンプリング機能付き砂性状計測機２には、水分センサ２１２およびコンパクタビリティ測定用のエンコーダ２１３が配置してある。また、採取砂を圧縮するスクイズシリンダ２１４と砂かきあるいは邪魔板としてスクレープシリンダ２１５がある。計測する砂性状は、水分、砂温およびコンパクタビリティである。
【００１８】
次に図３に造型機５直前で混練砂をサンプリングし、計測する微押圧砂サンプリング機能付き砂性状計測機８の具体例を示す。
バッチ式混練機１側壁での砂押出し機能を持たせるため、砂サンプリング機構内に、造型砂を微押圧する微押圧電動シリンダ３００が設置されている。その他は、前記砂サンプリング機能付き砂性状計測機２と同様に、サンプリングスクリュー３０９を必要に応じて変速する変速機構３１０、無段変速電動機３１１、水分センサ３１２およびコンパクタビリティ測定用のエンコーダ３１３が配置してある。また、採取砂を圧縮するスクイズシリンダ３１４と砂かきあるいは邪魔板としてスクレープシリンダ３１５がある。計測する砂性状は、水分、砂温およびコンパクタビリティである。
【００１９】
次にバッチ式混練機１の側壁及び造型機前の砂性状を測定して次回の混練にフィードバッグする方法を図４を用いて説明する。
まずバッチ式混練機排出時の砂性状目標値設定手段１１からバッチ式混練機排出時の砂性状目標値と、バッチ式混練機排出時の砂性状測定手段１２により砂性状測定値を収集し、バッチ式混練機排出時の砂性状測定時刻と共に砂性状測定値をバッチ式混練機排出時の測定値等記憶手段１３にて記憶する。
【００２０】
造型機前の砂性状測定手段１４により、造型機前の砂性状測定値を収集し、造型機前の砂性状測定時刻と共に砂性状測定値を造型機前の測定値等記憶手段１５にて記憶する。
【００２１】
造型機前の測定値等記憶手段１５のデータから、前回造型機前の砂性状測定時刻・測定値検索手段１６にて、前回造型機前の砂性状測定時刻・測定値を得る。前回造型機前測定時刻から輸送時間前のバッチ式混練機排出時刻の測定値検索手段１７で、前回造型機前の砂性状測定時刻と、所定のバッチ式混練機から造型機までの砂輸送時間から、その相当砂の混練時刻を算出し、バッチ式混練機排出時の測定値等記憶手段１２から、算出混練時刻におけるバッチ式混練機排出時の砂性状測定値を検索し読み出す。
【００２２】
算出した混練時刻におけるバッチ式混練機排出時の砂性状測定値と前回造型機前の砂性状測定値とから、砂輸送経路による砂性状測定値の変化量算出手段２０により、砂輸送経路による砂性状測定値の変化量を算出する。
【００２３】
造型機前の砂性状目標値設定手段１８から造型機前の砂性状目標値を得る。前回造型機前の砂性状測定値と目標値との偏差算出手段１９にて、造型機前の砂性状目標値と前回造型機前の砂性状測定値からその偏差を算出する。
【００２４】
算出混練時刻におけるバッチ式混練機排出時の砂性状測定値と造型機前の砂性状目標値との偏差の砂輸送経路による砂性状測定値の変化量補正手段２１にて、造型機前の砂性状測定値と目標値との偏差を砂輸送経路による砂性状測定値の変化量の比率で補正して、砂性状補正値を算出する。
【００２５】
前回バッチのバッチ式混練機砂性状目標値の記憶装置からの読出手段２２から前回バッチのバッチ式混練機砂性状目標値を求める。次バッチ混練の砂性状目標値算出手段２３にて、この砂性状目標値に砂性状補正値を反映して次バッチ砂性状目標値を決定する。そして、次バッチ混練制御手段２４にてバッチ式混練機の砂性状コントロールを実施する。
なお、実施例で採用した砂性状パラメータは、絶対測定であり、測定精度が高い、コンパクタビリティを採用し、バッチ式混練機への添加制御には、注水量とした。
【００２６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明は、造型機前排出の時刻及び砂性状と、バッチ式混練機排出時の時刻及び砂性状を測定して混練砂輸送の時間要素を考慮した砂性状の補正をしてバッチ式混練機を制御コントロールするものであるから、造型機への砂投入に合わせた混練制御をすることができるようになり、造型機前の混練砂の砂性状を安定化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示すブロック図である。
【図２】砂サンプリング機能付き砂性状計測機の構成図である。
【図３】微押圧砂サンプリング機能付き砂性状計測機の構成図である。
【図４】本発明の操作工程を示すフロ−チャ−ト図である。
【符号の説明】
１　バッチ式混練機
２　砂サンプリング機能付き砂性状計測機
３　６　砂ホッパ
４　７　ベルトフィ−ダ
５　造型機
８　微押圧砂サンプリング機能付き砂性状計測機
９　制御盤
２０９　３０９　サンプリングスクリュ−
２１０　３１０　変速機構
２１１　３１１　無段変速機
２１２　３１２　水分センサ−
２１３　３１３　エンコ−ダ
２１４　３１４　スクイズシリンダ
２１５　３１５　スクレ−プシリンダ
【図１】
2004130329.tif 000003
【図２】
2004130329.tif 000004
【図３】
2004130329.tif 000005
【図４】
2004130329.tif 000006