(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
注ぎ口をもつと共に溶湯を保持する容器と、前記容器を傾動させる傾動注湯装置とを用い、前記傾動注湯装置で前記容器を傾動させることにより前記容器の注ぎ口から溶湯を鋳型に注湯し、前記鋳型への注湯終了に伴い前記傾動注湯装置へ湯切れ指令を出力して傾動を戻す注湯制御方法において、
前記容器内の溶湯の重量を検知する溶湯重量検知手段を用い、
各前記鋳型へ溶湯を注湯するにあたり、容器の注ぎ口から溶湯を一の前記鋳型に注いでいる注湯途中の後半期における前記容器内の溶湯の現在重量を求め、
この現在重量と、前記一の鋳型の直前に注湯した他の一の前記鋳型についての湯切り時の前記容器内の溶湯の重量との差を求め、
前記差が設定値に到達したら、前記湯切れ指令を前記傾動注湯装置へ出力して前記容器の傾動を戻し、前記容器の傾動を戻した後に、前記容器内の溶湯の湯面の揺動が鎮静化するまで待機する鎮静待機工程を行うことなく、次の注湯を開始することを特徴とする注湯制御方法。
【請求項２】
請求項１において、１回の注湯操作は、
前記容器の注ぎ口から溶湯が吐出するまでに実行され、前記容器の傾動速度が大きい傾動速度大操作と、
前記容器の注ぎ口から溶湯が吐出した後に実行され、前記容器の傾動速度が小さい傾動速度小操作と、
前記湯切れ指令により前記容器の傾動を戻す傾動戻し操作とを含むことを特徴とする注湯制御方法。
【請求項３】
請求項１または２において、横軸が時間を示すと共に縦軸が前記容器内の溶湯の重量を示すグラフにおいて、前記容器内の溶湯の現在重量は時間経過に伴い振動する振動波形を示し、
前記振動波形の周期の整数倍の時間にわたり、前記容器内の溶湯の瞬間重量値の測定を行ない、測定した瞬間重量値の平均値を前記容器内の溶湯の前記現在重量とみなすことを特徴とする注湯制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶湯を保持した容器を傾動させることにより容器の注ぎ口から溶湯を鋳型に注湯すると共に、鋳型への注湯終了に伴い傾動注湯装置へ湯切れ指令を出力して傾動を戻す注湯制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋳造ラインの注湯工程においては、容器を傾動させる傾動注湯装置を用い、傾動注湯装置で容器を傾動させることにより容器の注ぎ口から溶湯を鋳型に注湯する。注湯の際には、一定量の溶湯を鋳型に注湯する必要がある。そこで、鋳型への注湯が終了したか否かは、鋳型の湯口や押し湯などの溶湯レベルを湯面レベルセンサで行なうか、人の肉眼に頼って行うのが一般的である。湯面レベルセンサはレーザビームを用いるため、コスト高となり、センシング制御も容易ではない。人の肉眼に頼る場合にも、精度が不十分である。
【０００３】
また従来、容器内の溶湯の重量を検知する重量センサを設け、容器内の注湯前後の溶湯の重量を測定し、鋳型へ溶湯を注湯した実際の注湯重量を検知する技術も知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように容器内の注湯前後の溶湯の重量を重量センサで測定する場合には、容器内の溶湯の湯面が揺動していると、揺動による慣性力の影響を受ける等するため、重量センサで検知される容器内の溶湯の重量がかなり変動する。このため、容器内の溶湯の湯面が沈静化して溶湯の湯面の揺動が小さくなるまでかなりの時間待機する必要がある。このため、一の鋳型に注湯する注湯時間が長くなってしまい、生産性の向上には限界があった。
【０００５】
殊に、容器の注ぎ口付近に設けられている回転中心の回りを容器が傾動するタイプの場合には、注湯操作に伴う容器内の溶湯の湯面の揺動が大きいため、溶湯の湯面の鎮静化に要する時間が長く、溶湯の湯面が鎮静化するまで待機すると、一の鋳型に注湯する注湯時間がかなり長くなってしまい、生産性が低下する。
【０００６】
無枠造型装置等の造型装置の造型速度は近年ますます高速化している。このように高速化した造型装置の造型ラインに注湯装置を組み込んで注湯を行うには、造形速度に遅れないように高速注湯が要請される。従って高速造型ラインでは、一の鋳型に要する注湯時間が長い注湯制御方法は好ましくない。
【０００７】
本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、高速注湯に適し、生産性の向上に貢献できる注湯制御方法を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記した課題のもとに、高速注湯に適する注湯制御方法について鋭意開発を進めており、その一環として、取鍋等の容器内の溶湯の重量を検知する溶湯重量検知手段を用いる技術を開発している。そして、容器の注ぎ口から溶湯を鋳型へ注湯している注湯途中の前半期においては容器内の溶湯の湯面の揺動が大きいものの、注湯途中の後半期においては容器内の溶湯の重量が刻々と減少しているにもかかわらず、容器内の溶湯の湯面の揺動がかなり落ち着いていることを知見した。そして、注湯途中のうち容器内の溶湯の湯面の揺動がかなり落ち着いている後半期において注湯途中の容器内の溶湯の現在重量を求め、この現在重量と、この鋳型の直前に注湯した鋳型における湯切り時の容器内の溶湯の重量との差を求め、差が設定値に到達したら、注湯を停止させる指令である湯切れ指令を傾動注湯装置へ出力して容器の傾動を戻すようにすれば、一の鋳型への注湯に要する時間を短縮化しつつ、湯切れ指令の判定の精度を確保でき、一の鋳型あたりの注湯重量の精度を確保することができることを知見し、本発明方法を開発した。
【０００９】
すなわち、本発明に係る注湯制御方法は、注ぎ口をもつと共に溶湯を保持する容器と、前記容器を傾動させる傾動注湯装置とを用い、前記傾動注湯装置で前記容器を傾動させることにより前記容器の注ぎ口から溶湯を鋳型に注湯し、前記鋳型への注湯終了に伴い前記傾動注湯装置へ湯切れ指令を出力して傾動を戻す注湯制御方法において、前記容器内の溶湯の重量を検知する溶湯重量検知手段を用い、各前記鋳型へ溶湯を注湯するにあたり、容器の注ぎ口から溶湯を一の鋳型に注いでいる注湯途中の後半期における前記容器内の溶湯の現在重量を求め、この現在重量と、前記一の鋳型の直前に注湯した他の一の前記鋳型についての湯切り時の前記容器内の溶湯の重量との差を求め、差が設定値に到達したら、湯切れ指令を傾動注湯装置へ出力して容器の傾動を戻し、前記容器の傾動を戻した後に、前記容器内の溶湯の湯面の揺動が鎮静化するまで待機する鎮静待機工程を行うことなく、次の注湯を開始することを特徴とするものである。
【００１０】
鋳型へ溶湯を注湯している注湯途中の後半期においては、注湯途中の前半期とは異なり、容器内の溶湯の揺動が減少して溶湯の湯面がかなり安定するため、注湯途中の前半期よりも、溶湯重量検知手段による溶湯の現在重量の精度は安定する。このため注湯終了指令である湯切れ指令の判定精度が確保される。
【００１１】
更に注湯途中において測定した容器内の溶湯の現在重量に基づいて湯切れ指令を出力するため、注湯操作と溶湯の重量測定とが並行して行われる。よって、実際に鋳型に注湯している時間と、容器内の溶湯の重量測定時間とが重複し、鋳型への注湯操作全体に要する時間は短縮化される。
【００１２】
更に、注湯途中の後半期における容器内の溶湯の湯面は安定しているため、後半期であれば、容器内の溶湯の現在重量の精度が確保され、前記した差を、一の鋳型あたりの注湯重量とみなすことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明方法によれば、容器の傾動を戻した後に、容器内の溶湯の揺動が充分に鎮静化するまで待機する鎮静待機工程を行うことなく、次の注湯を開始する。
【００１４】
前述したように、鋳型へ溶湯を注湯している注湯途中の後半期においては、容器内の溶湯の揺動がかなり減少して容器内の溶湯の湯面がかなり安定化しているため、注湯途中といえども、溶湯重量検知手段による容器内の溶湯の現在重量の精度が確保される。
【００１５】
容器内の溶湯の現在重量としては、溶湯の瞬間重量値の変化の頻度が高い場合には、瞬間重量値の平均値を採用することができ、あるいは、瞬間重量値があまり変化しない場合には、瞬間重量値自体を採用することができる。
【００１６】
本発明方法の好ましい形態によれば、１回の注湯操作は、容器の注ぎ口から溶湯が吐出するまでに実行される傾動速度大操作と、容器の注ぎ口から溶湯が吐出した後に実行される傾動速度小操作と、湯切れ指令により容器の傾動を戻す傾動戻し操作とを含む構成を採用することができる。
【００１７】
傾動速度大操作は、注湯操作の初期に行われ、容器の傾動速度が大きく、注湯操作に要する時間を短縮できる。傾動速度小操作は、注湯操作の初期以降に行われ、容器の傾動速度が小さい。このように傾動速度大操作を注湯操作の初期に行なうと共に、傾動速度小操作を注湯操作の初期以降（つまり中期または終期）に行なうため、注湯操作に要する時間を短縮させつつ、注湯途中の後半期において容器内の溶湯の揺動を小さくして容器内の溶湯の湯面を安定させることができる。故に、注湯途中の後半期における容器内の溶湯の現在重量を測定する測定精度を確保しつつ、一回の注湯操作に要する時間を短縮させることができる。
【００１８】
一般的には、横軸が時間を示すと共に縦軸が容器内の溶湯の重量を示すグラフにおいて、注湯途中の後半期における容器内の溶湯の瞬間重量値は、注湯操作の前半期に比較して、上下に変動する振幅が少ないとはいうものの、上下にある程度振動する振動波形を示す。瞬間重量値が振動する主たる理由は、容器内の溶湯の湯面の揺動が溶湯の瞬間重量値の測定に影響を与えるからである。
【００１９】
このため、振動波形の周期の整数倍の時間にわたり、容器内の溶湯の瞬間重量値の測定を行ない、測定した瞬間重量値の平均値を現在重量とみなす構成を採用することができる。この場合には、容器内の溶湯の瞬間重量値を振動波形の周期の整数倍の時間にわたり測定するため、容器内の溶湯の瞬間重量値が上下に振動する場合においても、容器内の溶湯の現在重量の精度を高め得る。
【００２０】
周期とは、振動波形の１波長に要する時間の意味である。従って振動波形の振動数がｆ［Ｈｚ］であれば、周期は１／ｆ［秒］である。なお、振動数や周期は容器の種類や溶湯の種類等によっても相違するものの、一般的には、上記した振動波形の振動数は１〜２０［Ｈｚ］、殊に３〜５［Ｈｚ］であり、周期は０．０５〜１［秒］、殊に０．２〜０．３３［秒］である。
【００２１】
本発明で用いる溶湯重量検知手段は、容器内の溶湯の重量を検知するものであり、容器自体の重量と共に容器内の溶湯の重量とを合計重量として測定し、合計重量から容器自体の重量を差し引く手段を採用することができる。容器内の溶湯の重量は、注湯回数の増加につれて次第に減少していくものの、容器自体の重量は基本的には一定とみなし得るため、容器自体の重量を差し引けば、容器内の溶湯自体の重量を測定することができる。代表的な溶湯重量検知手段としてはロードセルを採用できる。
【００２２】
鋳型はその材質は特に限定されず、一般的には砂型を採用できるが、場合によっては金型でも良い。無枠造型ラインの場合には、無枠の鋳型が高速造型されるため、高速注湯が特に要請される。
【００２３】
本発明で代表的な容器としては取鍋がある。容器の容量は特に限定されるものではなく、例えば重量で１００ｋｇ〜２０ｔ用等の取鍋を採用できるが、これに限定されるものではない。容器に保持される溶湯としては、鋳鉄、鋳鋼、ステンレス鋼等の鉄系溶湯、または、アルミニウム合金や銅合金等の非鉄系溶湯があげられる。
【００２４】
【実施例】
以下、本発明を具体化した実施例を図面を参照して説明する。本実施例は無枠造型ラインにおける注湯制御方法に適用した例である。本実施例では、図１に示すように、造型装置１により多数個の砂型である無枠の鋳型１０が高速で連続的に造型され、矢印Ａ１方向に直列状態に搬送される。造型装置１の種類によっても相違するが、鋳型１０を１個造型する時間は一般的には８〜１２秒と短時間であり、高速造型される。従って１台の注湯傾動装置に保持されている１個の容器２で注湯するには、高速造型を行う造型装置１の造型速度に遅延しないように、鋳型１０への注湯時間を短時間で行うことが好ましい。鋳型１０は、後述の容器２内の溶湯が注湯される注湯口である湯口１０ｃをもつ。
【００２５】
容器２は、高温の溶湯（鋳鉄用の溶湯，１３００〜１５００℃程度）を保持する取鍋である。容器２は、上面開口の鉄皮２０と、鉄皮２０の内面に内張りされた耐火物層２１と、横外方に突出した案内路２２と、案内路２２の先端に設けられた注ぎ口２３とを備えている。容器２の注ぎ口２３の付近に、注ぎ口２３からの溶湯の吐出を検知する出湯センサ３８が図略のホルダにより設けられている。
【００２６】
なお、容器２を傾動させる際の回転中心は軸線ＯＰとして示されている。このように本実施例では、容器２の注ぎ口２３付近に設けた軸線ＯＰを回転中心として容器２が傾動するため、注湯操作に伴って容器２全体の重心の位置がかなり変化し、注湯操作に伴う容器２内の溶湯の揺動が大きい。
【００２７】
図２に示すように、傾動注湯装置３は容器２を保持すると共に容器２を傾動させるものである。傾動注湯装置３は、基台８の上にロードセル３０を介して保持された受け盤３１と、受け盤３１に保持された多数の歯部３３ｃをもつラックである傾動ギヤ３３を備えた傾動体３４と、受け盤３１に配置された駆動モータ３５と、受け盤３１に配置され容器２の傾動角度を検知する傾動センサ３６と、傾動ギヤ３３と噛合する歯部３７ｃをもち駆動モータ３５により回転駆動されるピニオン３７とを備えている。傾動体３４には容器２が着脱可能に保持されている。駆動モータ３５が正回転してピニオン３７が正回転すると、傾動ギヤ３３がピニオン３７と噛合しつつ傾動体３４が矢印Ｈ１方向に揺動し、これにより軸芯ＯＰを中心として容器２が傾動し、注ぎ口２３から溶湯が吐出される。また駆動モータ３５が逆回転すれば、傾動体３４が矢印Ｈ２方向に軸芯ＯＰを中心として揺動し、容器２の傾動が戻され、注ぎ口２３からの溶湯の吐出が停止する。
【００２８】
ロードセル３０は溶湯重量検知手段として機能するものであり、溶湯を保持した容器２、受け盤３１等の周辺機器の合計重量を測定する。注湯すると、容器２内の溶湯の重量は次第に減少するものの、容器２自体の重量、受け盤３１などの周辺機器の重量は基本的には変化せず、固定値であるため、容器２などの重量を含めて合計重量を測定しても、容器２内に保持されている溶湯自体の瞬間重量値が測定される。
【００２９】
傾動注湯装置３を制御する制御装置５が設けられている。制御装置５は、駆動モータ３５を駆動させる駆動回路５０と、駆動回路５０を制御する制御回路５２と、メモリ５３とを備えている。制御回路５２は、各種信号が入力される入力処理回路と、演算機能及びカウント機能をもつＣＰＵと、制御信号を駆動回路５０に出力する出力処理回路とをもつ。制御装置５の制御回路５２の入力処理回路には、ロードセル３０で測定された重量信号、傾動センサ３６で測定された容器２の傾動角度信号、出湯センサ３８からの出湯信号等の各種信号が入力される。
【００３０】
図３は、本実施例に係る注湯操作における容器２の傾動速度の変化を模式的に示す。図３の横軸は時間を示すと共に、図３の縦軸は傾動速度（傾動角速度）を示す。図３において横軸よりも上方の領域は、注湯する方向（矢印Ｈ１方向）への容器２の傾動速度を示し、横軸よりも下方の領域は、容器２の傾動を戻す方向（矢印Ｈ２方向）への容器２の傾動速度を示す。図３に示すように、１回の注湯操作は、開始時刻ｔ０から始まり容器２の注ぎ口２３から溶湯が吐出する時刻ｔ２まで実行され容器２の傾動速度が大きい傾動速度大操作と、容器２の注ぎ口２３から溶湯が吐出した時刻ｔ２の後に実行され容器２の傾動速度が小さい傾動速度小操作と、湯切れ指令Ｐｔにより実行され容器２の傾動を戻す傾動戻し操作とを含む。
【００３１】
湯切れ指令Ｐｔは、容器２の注ぎ口２３から溶湯を注湯することを停止する指令であり、制御装置５から傾動注湯装置３に出力される。このように１回の注湯操作の注湯初期において傾動角度大操作を実行して容器２の傾動角度を大きくすれば、注湯速度を速めることができる。また、注湯初期以降において傾動角度小操作を実行して容器２の傾動角度を小さくすれば、注湯操作の後半期において容器２内の溶湯の揺動を抑えることができる。
【００３２】
１回の注湯操作における容器２の傾動速度の変化について、更に説明を加える。本実施例では、具体的には図３に示すように、まず注湯操作の初期においては、注湯操作の開始時刻である時刻ｔ０から時刻ｔ１にかけて、容器２の傾動速度を０から速度ＶＨにほぼ直線的に増速する増速操作Ａ１を行なう。傾動速度が速度ＶＨに到達した時刻ｔ１から、容器２の注ぎ口２３から溶湯が吐出されたことが検出される時刻である時刻ｔ２まで、容器２の傾動速度を高速の段階である速度ＶＨで一定またはほぼ一定に保持する高速保持操作Ａ２を行う。このように傾動速度を高速化すれば、注湯操作の短時間化を図り得る。なお、容器２の注ぎ口２３から溶湯が吐出されたことは、前記した出湯センサ３８により検知される。
【００３３】
その後、時刻ｔ２から時刻ｔ３まで、容器２の傾動速度を速度ＶＨから速度ＶＬまで減速する減速操作Ａ３を行なう。減速に伴い、容器２内の溶湯の揺動が抑えられる。その後、時刻ｔ３から、傾動速度を低速の段階である速度ＶＬ（ＶＬ＜ＶＨ）で一定化する低速一定化操作Ａ４を行なう。低速一定化操作Ａ４の段階で、容器２の注ぎ口２３から溶湯が連続的に吐出され、鋳型１の湯口１０ｃに注湯される。低速一定化操作Ａ４が経過するにつれて、注湯途中の後半期に次第に移行していき、容器２内の溶湯の湯面が次第に低下すると共に、容器２内の溶湯の湯面の揺動は次第に小さくなっていき、容器２内の溶湯の湯面が安定する。
【００３４】
上記したように低速一定化操作Ａ４が経過し、注湯途中の後半期に移行すれば、鋳型１０への注湯が進行するため、鋳型１０への注湯重量が次第に増加していき、注湯操作が次第に終了に近づく。
【００３５】
注湯を終了すべく、湯切れ指令Ｐｔが傾動注湯装置３に出力された時刻ｔ４から容器２の傾動を戻す傾動戻し操作Ａ５を行う。時刻ｔ５において、傾動戻し速度が速度Ｖｒとなる。更に時刻ｔ５から時刻ｔ６にかけて、傾動の戻しを緩やかにするように、傾動速度を速度Ｖｒから０に減少させる傾動戻し操作Ａ６を行う。時刻ｔ６では、容器２の傾動戻し操作Ａ６は終了している。以上のように１回の注湯操作は時刻ｔ０〜時刻ｔ６で行なわれる。上記した注湯操作は、容器２内の溶湯がほぼ空になるまで多数回繰り返して行なわれる。
【００３６】
ところで本実施例では１回目の注湯操作を開始する前から、最終回の注湯操作の終期まで、つまり容器２内の溶湯がほぼ空になるまで、容器２内の溶湯の瞬間重量値を測定単位時間（例えば１０ｍｓｅｃにできるが、これに限定されるものではない）毎に連続して測定している。従って本実施例においては、容器２内の溶湯の瞬間重量値を、各注湯操作の注湯途中の前半期においても、後半期においても継続して測定している。
【００３７】
図４は、注湯操作を繰り返したとき、容器２内の溶湯の瞬間重量値の変化と容器２の傾動速度との関係を示したグラフである。図４において、容器２内の溶湯の瞬間重量値の変化を特性線Ｗとして示す。
【００３８】
本実施例では、注湯操作開始前の溶湯重量Ｗｎ０を予め求めておく。溶湯重量Ｗｎ０は、注湯操作開始前の複数個の瞬間重量値の平均値とする。次に、１回目の注湯操作の注湯途中の後半期における容器２内の溶湯の現在重量Ｗｎ1を求める。注湯の経過につれて、図４の特性線Ｗに示すように、容器２内の溶湯は減少すると共に容器２内の溶湯の湯面が揺動するため、容器２内の溶湯の瞬間重量値は刻々と変化する。後述するように、現在重量Ｗｎ1（Ｗｎ1＜Ｗｎ０）は、測定単位時間毎に測定した複数個の瞬間重量値の平均値に基づく。
【００３９】
注湯操作の第１回目においては、注湯操作開始前の溶湯重量Ｗｎ０、注湯操作の後半期における溶湯の現在重量Ｗｎ1との差（Ｗｎ０−Ｗｎ1）を求める。そして、その差（Ｗｎ０−Ｗｎ1）と、予め設定されている設定値Ｗｂとを比較する。なお本実施例において、１回目の注湯操作では設定値Ｗｂとし、２回目以降の注湯操作では設定値Ｗｃとする。
【００４０】
測定した後半期の現在重量Ｗｎ1との差（Ｗｎ０−Ｗｎ1）が設定値Ｗｂに到達したと判定されたら、注湯終了とみなし、制御装置５は湯切れ指令Ｐｔ１を傾動注湯装置３へ出力する。よって傾動注湯装置３は容器２の傾動を戻すために、前記した傾動戻し操作Ａ５，Ａ６を実行する。更に、湯切り時（湯切れ指令Ｐｔ１の出力時）における容器２の溶湯の重量をＷｆ1としてメモリ５３に入力する。
【００４１】
本実施例においては、『注湯操作開始前の溶湯重量Ｗｎ０と現在重量Ｗｎ1との差（Ｗｎ０−Ｗｎ1）が設定値Ｗｂに到達した』ことの判定は、次のようにして行っている。即ち、前述したように、容器２内の溶湯の瞬間重量値を測定単位時間（例えば１０ｍｓｅｃ）毎に連続して測定している。そして複数個の瞬間重量値Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４，Ｗ５……ＷＳの平均値Ｗｎ１１（Ｗｎ１１＜Ｗｎ０）を求める。注湯操作開始前の溶湯重量Ｗｎ０と平均値Ｗｎ１１との差（Ｗｎ０−Ｗｎ1１）と、設定値Ｗｂとを制御装置５は比較する。差（Ｗｎ０−Ｗｎ1１）が設定値Ｗｂに到達していたら、制御装置５はソフトウェアまたはハードウェアのカウンタのカウント数を１増加させる。差（Ｗｎ０-Ｗｎ1１）が設定値Ｗｂに到達していなければ、カウンタのカウント数を増加させない。
【００４２】
さらに瞬間重量値を１個ずらし、所定個の瞬間重量値Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４，Ｗ５……ＷＳ，ＷＳ＋１の平均値Ｗｎ１２（Ｗｎ１２＜Ｗｎ０）を求める。そして、注湯操作開始前の溶湯重量Ｗｎ０と平均値Ｗｎ１２との差（Ｗｎ０−Ｗｎ１２）が設定値Ｗｂに到達していたら、カウンタのカウント数をさらに１増加させる。差（Ｗｎ０−Ｗｎ１２）が設定値Ｗｂに到達していなければ、カウンタのカウント数を増加させない。さらに瞬間重量値を１個ずらし、所定個の瞬間重量値Ｗ３，Ｗ４，Ｗ５……ＷＳ，ＷＳ＋１，ＷＳ＋２の平均値Ｗｎ１３（Ｗｎ１３＜Ｗｎ０）を求め、注湯操作開始前の溶湯重量Ｗｎ０と平均値Ｗｎ１３との差（Ｗｎ０−Ｗｎ１３）が設定値Ｗｂに到達していたら、カウンタのカウント数をさらに１増加させる。差（Ｗｎ０−Ｗｎ１３）が設定値Ｗｂに到達していなければ、カウンタのカウント数を増加させない。
【００４３】
このように測定した瞬間重量値を順次ずらして平均値を求め、つまり、移動平均値Ｗｎ１ｎを順次求め、注湯操作開始前の溶湯重量Ｗｎ０と各移動平均値Ｗｎ１ｎとの差（Ｗｎ０−Ｗｎ１ｎ）が設定値Ｗｂに到達したカウンタのカウント数が所定回数（例えば２０回、５０回または１００回）に到達したとき、『注湯操作開始前の溶湯重量Ｗｎ０と１回目の注湯の際の現在重量Ｗｎ1との差（Ｗｎ０−Ｗｎ１）が設定値Ｗｂに到達した』と判定される。
【００４４】
この結果、制御装置５の制御回路５２は湯切れ指令Ｐｔ１を出力する。カウンタのカウント数が所定回数未満であれば、『注湯操作開始前の溶湯重量Ｗｎ０と１回目の注湯の際の現在重量Ｗｎ1との差（Ｗｎ０−Ｗｎ１）が設定値Ｗｂに到達した』とは、判定されない。よって制御装置５の制御回路５２は湯切れ指令Ｐｔ１を出力しない。
【００４５】
上記したように本実施例においては、移動平均値を用いる方式を採用しているため、特異的な瞬間重量値に起因して過誤検知が発生することを抑えることができる。即ち、本実施例では、溶湯を容器２の注ぎ口２３から吐出しながら、容器２内の溶湯の重量を測定するため、重量測定時には、容器２内の溶湯の湯面は注湯操作の前半期よりはかなり安定しているものの、完全には鎮静化していないことも多い。このように溶湯が完全に鎮静化していない場合においても、注湯操作開始前の容器２内の溶湯の重量と容器２内の溶湯の現在重量との差が設定値Ｗｂに到達したことを、精度よく検知することができる。
【００４６】
以上のようにして１回目の注湯操作が終了したら、２個目の鋳型１０が注湯箇所に搬送されてくるため、２個目の鋳型１０に注湯すべく２回目の注湯操作を速やかに行う。この場合には、従来技術とは異なり、１回目の注湯操作を行った容器２の傾動を戻した後に容器２内の溶湯の揺動が鎮静化するまで待機する鎮静待機工程を行うことなく、２回目の注湯操作を直ちに開始する。
【００４７】
２回目の注湯操作において、注湯途中の後半期における容器２内の溶湯の現在重量Ｗｎ2（Ｗｎ2＜Ｗｆ1）を求める。現在重量Ｗｎ2は、前述同様に、測定単位時間毎に測定した複数個の瞬間重量値の平均値に基づく。２回目の注湯においては、この現在重量Ｗｎ2と、この鋳型１０の直前に注湯した鋳型１０における先回の湯切り時の容器２内の溶湯の重量Ｗｆ1との差（Ｗｆ1−Ｗｎ2）を求める。そして、予め設定されている設定値Ｗｃと差（Ｗｆ1−Ｗｎ2）とを比較する。差（Ｗｆ1−Ｗｎ2）が設定値Ｗｃに到達したと判定されたら、２回目の注湯の停止指令である湯切れ指令Ｐｔ２を制御装置５は傾動注湯装置３へ出力する。この結果、傾動注湯装置３は容器２の傾動を戻す。即ち、前記した傾動戻し操作Ａ５，Ａ６を実行する。更に、前記した差（Ｗｆ1−Ｗｎ2）を、２個目の鋳型１０に注湯した注湯重量と判定する。
【００４８】
『差（Ｗｆ1−Ｗｎ2）が設定値Ｗｃに到達した』ことの判定は、前述同様に行う。即ち、２回目の注湯においても、容器２内の溶湯の瞬間重量値を測定単位時間（例えば１０ｍｓｅｃ）毎に連続して測定している。そして複数個の瞬間重量値Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４，Ｗ５……ＷＳの平均値Ｗｎ2１（Ｗｎ2１＜Ｗｆ1）求める。先回の湯切り時の容器２内の溶湯の重量Ｗｆ1と平均値Ｗｎ2１と間の差（Ｗｆ1−Ｗｎ2１）と、設定値Ｗｃとを比較する。そして、差（Ｗｆ1−Ｗｎ2１）が設定値Ｗｃに到達していたら、カウンタのカウント数を１増加させる。到達していなければ、カウンタのカウント数を増加させない。
【００４９】
さらに瞬間重量値をずらし、所定個の瞬間重量値Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４，Ｗ５……ＷＳ，ＷＳ＋１の平均値Ｗｎ2２（Ｗｎ2２＜Ｗｆ1）を求める。そして、差（Ｗｆ1−Ｗｎ2２）が設定値Ｗｃに到達していたら、カウンタのカウント数をさらに１増加させる。到達していなければ、カウンタのカウント数を増加させない。
【００５０】
さらに瞬間重量値をずらし、所定個の瞬間重量値Ｗ３，Ｗ４，Ｗ５……ＷＳ，ＷＳ＋１，ＷＳ＋２の平均値Ｗｎ2３（Ｗｎ2３＜Ｗｆ1）を求める。そして、差（Ｗｆ1−Ｗｎ2３）が設定値Ｗｃに到達していたら、カウンタのカウント数をさらに１増加させる。
【００５１】
このように瞬間重量値を順次ずらした平均値を求め、つまり、移動平均値Ｗｎ2ｎを順次求め、先回の湯切り時の容器２内の溶湯の重量Ｗｆ1と移動平均値Ｗｎ2ｎとの差（Ｗｆ1−Ｗｎ2ｎ）が設定値Ｗｃに到達したカウンタのカウント数が所定回数（例えば２０回、５０回または１００回）以上であれば、『差（Ｗｆ1−Ｗｎ2）が設定値Ｗｃに到達した』と判定される。
【００５２】
これにより制御装置５は２回目の湯切れ指令Ｐｔ２を傾動注湯装置３へ出力する。この結果、傾動注湯装置３は容器２の傾動を戻す。２回目の湯切り時（湯切れ指令Ｐｔ２を出力した時）における容器２の溶湯の重量をＷｆ2としてメモリ５３に入力する。カウンタの回数が所定回数未満であれば、湯切れ指令Ｐｔ２を出力しない。
【００５３】
以上のようにして２回目の注湯を終えたら、３個目の鋳型１０が注湯箇所に搬送されてくるため、３個目の鋳型１０に注湯すべく３回目の注湯操作を行う。この場合には、２回目の注湯操作を行った容器２の傾動を戻した後に、容器２内の溶湯の揺動が鎮静化するまで待機する鎮静待機工程を行うことなく、３回目の注湯操作を開始する。そして、３回目の注湯操作の注湯途中の後半期における容器２内の溶湯の現在重量Ｗｎ3（Ｗｎ3＜Ｗｆ2）を求める。現在重量Ｗｎ3は、前述同様に、測定単位時間毎に測定した複数個の瞬間重量値の平均値に基づいて求める。３回目の注湯においては、この現在重量Ｗｎ3と、この鋳型１０の直前に注湯した鋳型１０における先回の湯切り時の容器２内の溶湯の重量Ｗｆ2との差（Ｗｆ2−Ｗｎ3）を求める。
【００５４】
そして、予め設定されている設定値Ｗｃに差（Ｗｆ2−Ｗｎ3）が到達したら、３回目の湯切れ指令Ｐｔ３を制御装置５は傾動注湯装置３へ出力する。この結果、傾動注湯装置３は容器２の傾動を戻す。３回目の湯切り時に係る容器２の溶湯の重量をＷｆ3としてメモリ５３に入力する。更に、差（Ｗｆ2−Ｗｎ3）を、３個目の鋳型１０に注湯した注湯重量と判定する。
【００５５】
３回目の注湯操作においても、『差（Ｗｆ2−Ｗｎ3）が設定値Ｗｃに到達した』か否かの判定は、前述同様に、移動平均値Ｗｎ3ｎが設定値Ｗｃを越えたカウント数で行う。
【００５６】
その後、４個目の鋳型１０に注湯すべく、４回目の注湯操作を行う。この場合には、３回目の注湯操作を行った容器２の傾動を戻した後に、容器２内の溶湯の揺動が鎮静化するまで待機する鎮静待機工程を行うことなく、４回目の注湯操作を開始する。４回目の注湯操作の注湯途中の後半期における容器２内の溶湯の現在重量Ｗｎ4（Ｗｎ4＜Ｗｆ3）を求める。この現在重量Ｗｎ4と、この鋳型１０の直前に注湯した鋳型１０に係る先回の湯切り時の容器２内の溶湯の重量Ｗｆ3との差（Ｗｆ3−Ｗｎ4）を求める。そして、予め設定されている設定値Ｗｃに差（Ｗｆ3−Ｗｎ4）が到達したら、４回目の湯切れ指令Ｐｔ４を制御装置５は傾動注湯装置３へ出力する。この結果、傾動注湯装置３は容器２の傾動を戻す。更に、差（Ｗｆ3−Ｗｎ4）を、４個目の鋳型１０に注湯した注湯重量と判定する。
【００５７】
以下、容器２内の溶湯がほぼ空になるまで、上記した注湯操作を多数回繰り返し、多数個の鋳型１０に対して注湯操作を行う。
【００５８】
図５は注湯操作の前半期及び後半期における容器２内の溶湯の重量を測定したグラフを拡大したものである。図５に示すように、注湯操作の前半期においては、容器２内の溶湯の瞬間重量値の変動幅は大きい。その理由は、容器２内の溶湯の湯面の揺動の影響を受けるからである。しかしながら注湯操作の後半期においては、容器2内の溶湯の湯面が安定化するため、容器２内の溶湯の瞬間重量値の変動幅はかなり小さくなる。そこで、前述したように、注湯途中の後半期に測定した瞬間重量値に基づいて現在重量Ｗｎ（Ｗｎ1，Ｗｎ2，Ｗｎ3……）を求めれば、現在重量Ｗｎ（Ｗｎ1，Ｗｎ2，Ｗｎ3……）の精度が確保される。
【００５９】
更に、本発明者らは、容器２内の溶湯の瞬間重量値Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４，Ｗ５……ＷＳ，ＷＳ＋１……を求めるにあたり、次のように瞬間重量値を測定している。即ち、注湯操作の後半期における溶湯の重量の振動波形の１波長λ、振動数ｆ［Ｈｚ］を求め、１波長λに相当する周期Ｔλ［秒］（Ｔλ＝１／ｆ）を求める。これらは、容器２の種類、溶湯の材質、注湯回数等が同一であれば、ほぼ固定値と判定することができる。そして本実施例では、周期Ｔλ［秒］の整数倍の時間にわたり、容器２内の溶湯の瞬間重量値の測定を行なっている。
【００６０】
その理由は次のようである。即ち、瞬間重量値の変動の１波長についてみれば、図５に示すように、１波長における振幅の中間値をＭとしたとき、１周期の前半期Ｋｓと後半期Ｋｆとはほぼ位相が逆である。このため、１／２周期、２／３周期において溶湯の瞬間重量値のサンプリングを行えば、瞬間重量値の位相が偏り過ぎ、溶湯の現在重量の精度が確保されない不具合がある。しかしながら１周期にわたり溶湯の瞬間重量値をサンプリングすれば、前半期Ｋｓにおけるデータ偏りと後半期Ｋｆにおけるデータ偏りとが相殺される。よって前半期Ｋｓ及び後半期Ｋｆの双方を含む時期に測定された瞬間重量値の平均値を現在重量に相当するものとすれば、容器２内の溶湯の現在重量の精度が一層確保される。
【００６１】
周期の整数倍の時間にわたり、瞬間重量値をサンプリングしても同様に測定精度が確保される。整数倍の時間とは、１波長λに要する時間である周期Ｔλ［秒］に正の整数をかけた時間を意味し、周期Ｔλ［秒］に１倍、２倍、３倍、４倍、５倍…１０倍……等をかけた時間を意味する。なお、現在重量の測定のリアルタイム性を高めるためには、整数倍は少ない方が良く、１倍または２倍にすることができる。
【００６２】
従って本実施例では、注湯操作の後半期における溶湯の重量の振動波形の１波長λ、振動数ｆ［Ｈｚ］、周期Ｔλ［秒］を求め、周期Ｔλ［秒］の１倍の時間において、容器２内の溶湯の瞬間重量値Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４，Ｗ５……ＷＳ，ＷＳ＋１……を多数測定し、これらの瞬間重量値の平均値を現在重量Ｗｎ（Ｗｎ1，Ｗｎ2，Ｗｎ3……）とみなしている。これにより容器２内の溶湯の現在重量の精度を確保しつつ、現在重量Ｗｎ（Ｗｎ1，Ｗｎ2，Ｗｎ3……）の測定のリアルタイム性が確保される。なお本実施例においては、注湯操作の後半期に係る振動数ｆ［Ｈｚ］は１〜１０［Ｈｚ］の範囲である。
【００６３】
以上説明したように本実施例においては、鋳型１０へ溶湯を注湯している注湯途中の後半期における容器２内の溶湯の現在重量Ｗｎ（Ｗｎ1，Ｗｎ2，Ｗｎ3……）を求め、この現在重量Ｗｎ（Ｗｎ1，Ｗｎ2，Ｗｎ3……）と、直前に注湯した鋳型１０についての先回の湯切り時の容器２内の溶湯の重量Ｗｆ（Ｗｆ1，Ｗｆ2，Ｗｆ3……）との差（Ｗｆ−Ｗｎ）を求める。そして、差（Ｗｆ−Ｗｎ）が設定値に到達したと判定されたら、湯切れ指令Ｐｔ（Ｐｔ１，Ｐｔ２，Ｐｔ３，Ｐｔ４…）を傾動注湯装置３へ出力し、容器２の傾動を戻す。
【００６４】
前述したように、鋳型１０へ溶湯を注湯している注湯途中の後半期においては、容器２内の溶湯の揺動が減少して溶湯の湯面が安定化しており、溶湯重量検知手段による測定精度は注湯途中の前半期よりもかなり良好である。従って湯切れ指令Ｐｔ（Ｐｔ１，Ｐｔ２，Ｐｔ３，Ｐｔ４…）の判定精度を確保することができる。
【００６５】
更に、前記したように注湯途中の後半期においては、容器２内の溶湯の揺動が減少して安定化しており、溶湯の現在重量の精度が確保されており、差（Ｗｆ−Ｗｎ）を、一の鋳型１０あたりの注湯重量と判定することができ、注湯重量の精度を確保することができ、自動注湯を可能ならしめ得る。
【００６６】
上記したように湯切れ指令Ｐｔ（Ｐｔ１，Ｐｔ２，Ｐｔ３，Ｐｔ４…）の判定精度を確保することができる本実施例においては、従来技術とは異なり、注湯操作を行った容器２の傾動を戻した後に、容器２内の溶湯の揺動が鎮静化するまで待機する操作を行わずとも良い。即ち、容器２内の溶湯の湯面が鎮静した状態で溶湯の現在重量を求めずとも良い。よって、１個の鋳型１０の注湯に要する時間を短縮することができる。このため本実施例は、造型速度が速い高速造型ラインにおける注湯制御方法として適する。
【００６７】
（付記）
上記した記載から次の技術的思想を把握することができる。
<1>各請求項に係る注湯制御方法を実行する無枠造型ライン用の注湯方法。高速注湯できるため、鋳型を高速造型する無枠造型ラインに適する。
<2>各請求項において、無枠造型ラインにて１台の無枠造型装置で前記鋳型を造型し、前記鋳型に対して１個の容器で注湯することを特徴とする注湯制御方法。高速注湯できるため、鋳型を高速造型する無枠造型ラインに適する。
<3>各請求項において、容器内の溶湯に関する瞬間重量値Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４，Ｗ５……ＷＳ…の移動平均値を求め、各移動平均値が設定値に到達していたらカウント数を増加させ、カウント数が所定回数（例えば２０回，５０回または１００回）以上であれば、『差が設定値に到達した』と判定して湯切れ指令を出力し、カウント数が所定回数未満であれば、『差が設定値に到達した』と判定せず、湯切れ指令を出力しないことを特徴とする注湯制御方法。
【００６８】
容器内の溶湯の揺動が完全に鎮静化するのを待たずとも、容器内の溶湯の現在重量の精度を確保することができる。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る注湯制御方法によれば、注湯途中の後半期においては、容器内の溶湯の湯面の揺動が減少して溶湯の湯面が安定化しているため、注湯途中の後半期に測定した容器内の現在重量の精度を確保することができ、湯切れ指令を判定する際の判定精度を確保することができる。
【００７０】
更に、湯切れ指令の判定主要素である容器内の溶湯の現在重量を、注湯途中の後半期において測定するため、注湯操作と容器内の溶湯の重量測定とが並行して行われ、一の鋳型への注湯操作全体に要する時間を短縮することができ、高速注湯に適する。従って高速造型ラインにおける注湯に適する。
【００７１】
本発明に係る注湯制御方法によれば、上記した差が設定値に到達したら、湯切れ指令を傾動注湯装置へ出力して容器の傾動を戻し、容器の傾動を戻した後に、容器内の溶湯の湯面の揺動が鎮静化するまで待機する鎮静待機工程を行うことなく、次の注湯を開始するため、生産性の向上に貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】直列状態に並設している多数個の鋳型と共に、容器を保持した注湯傾動装置を示す平面図である。
【図２】制御装置と共に示す注湯傾動装置の側面図である。
【図３】１回の注湯操作における容器の傾動角度の変化状況を示すグラフである。
【図４】注湯を繰り返したときにおける容器内の溶湯の瞬間重量値及び容器の傾動角度の変化状況を示すグラフである。
【図５】注湯操作における前半期の瞬間重量値の変化状況と、後半期の瞬間重量値の変化状況とを示すグラフである。
【符号の説明】
図中、１は造型装置、１０は鋳型、２は容器、２３は注ぎ口、３は傾動注湯装置、３０はロードセル（溶湯重量検知手段）、３５は駆動モータ、５は制御装置を示す。
【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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