JPH06262342A - 自動注湯制御方法 - Google Patents
自動注湯制御方法Info
- Publication number
- JPH06262342A JPH06262342A JP5587593A JP5587593A JPH06262342A JP H06262342 A JPH06262342 A JP H06262342A JP 5587593 A JP5587593 A JP 5587593A JP 5587593 A JP5587593 A JP 5587593A JP H06262342 A JPH06262342 A JP H06262342A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ladle
- molten metal
- pouring
- head
- control method
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 取鍋の出湯口から取鍋内の溶湯表面までの
ヘッドを制御することにより、高品質の鋳造製品を得る
ことができる自動注湯制御方法を提供する。 【構成】 鋳型への注湯開始から所定の時間間隔ごと
に、取鍋の傾動角度に応じた取鍋内の幾何学的形状と、
取鍋内の溶湯を含む取鍋の重量と、取鍋の傾動角度を求
め、これらのデータから取鍋の出湯口から取鍋内の溶湯
表面までのヘッドを算出し、このヘッドが前記時間ごと
に予め設定した値になるように取鍋の傾動速度を制御す
る。さらに、前記所定の時間間隔ごとに湯口カップの溶
湯面の高さを検出し、この溶湯面の高さが予め設定した
値との差に応じて、前記時間ごとのヘッドの設定値を増
減する。
ヘッドを制御することにより、高品質の鋳造製品を得る
ことができる自動注湯制御方法を提供する。 【構成】 鋳型への注湯開始から所定の時間間隔ごと
に、取鍋の傾動角度に応じた取鍋内の幾何学的形状と、
取鍋内の溶湯を含む取鍋の重量と、取鍋の傾動角度を求
め、これらのデータから取鍋の出湯口から取鍋内の溶湯
表面までのヘッドを算出し、このヘッドが前記時間ごと
に予め設定した値になるように取鍋の傾動速度を制御す
る。さらに、前記所定の時間間隔ごとに湯口カップの溶
湯面の高さを検出し、この溶湯面の高さが予め設定した
値との差に応じて、前記時間ごとのヘッドの設定値を増
減する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は鋳型に溶湯を自動注湯す
るときの制御方法に関するものである。
るときの制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】鋳型へ溶湯を自動注湯するための制御方
法としては、すでに数々の技術が開示されている。例え
ば、特開昭６２−５７７５８号公報には、取鍋の幾何学
的形状より予め取鍋が傾動された時の取鍋内の溶湯表面
積の変動割合を記憶しておき、変動割合に応じて取鍋の
傾動角度を変化させ、取鍋からの溶湯の流出量を一定に
制御する技術が示めされている。特開平４−４６６６５
号公報には、溶湯を含む取鍋の総重量を計測する手段に
より、この重量の計測値より注湯速度を演算し、取鍋の
傾動角度を制御する技術が示されている。
法としては、すでに数々の技術が開示されている。例え
ば、特開昭６２−５７７５８号公報には、取鍋の幾何学
的形状より予め取鍋が傾動された時の取鍋内の溶湯表面
積の変動割合を記憶しておき、変動割合に応じて取鍋の
傾動角度を変化させ、取鍋からの溶湯の流出量を一定に
制御する技術が示めされている。特開平４−４６６６５
号公報には、溶湯を含む取鍋の総重量を計測する手段に
より、この重量の計測値より注湯速度を演算し、取鍋の
傾動角度を制御する技術が示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】鋳型に溶湯を注湯する
ときに、注湯速度は取鍋の出湯口からの溶湯を湯口カッ
プに正確に注湯するために、取鍋の出湯口を細くしてい
る。このため、注湯速度は、単純に取鍋を傾動したとき
の取鍋内の溶湯表面積に比例しない。従って、取鍋内の
溶湯表面積の変動だけに注目しても、注湯速度を一定に
制御することはできない。取鍋内の溶湯重量を注湯速度
にフィードバックする制御方法では、対象が液体である
ため、取鍋を傾動させても注湯速度に応答遅れが発生す
る。また、注湯開始、及び注湯終わり付近では、取鍋傾
動角度から注湯速度に対する制御特性に違いがあり、再
現性良く注湯速度を制御することができない。
ときに、注湯速度は取鍋の出湯口からの溶湯を湯口カッ
プに正確に注湯するために、取鍋の出湯口を細くしてい
る。このため、注湯速度は、単純に取鍋を傾動したとき
の取鍋内の溶湯表面積に比例しない。従って、取鍋内の
溶湯表面積の変動だけに注目しても、注湯速度を一定に
制御することはできない。取鍋内の溶湯重量を注湯速度
にフィードバックする制御方法では、対象が液体である
ため、取鍋を傾動させても注湯速度に応答遅れが発生す
る。また、注湯開始、及び注湯終わり付近では、取鍋傾
動角度から注湯速度に対する制御特性に違いがあり、再
現性良く注湯速度を制御することができない。
【０００４】また、単に総重量だけから注湯速度をフィ
ードバックする制御方法では、同じ量の溶湯が取鍋内に
有るということだけしか分からず、計測した時点での取
鍋の傾動速度が違えば注湯速度が変動する。計測した総
重量から注湯速度を計算する場合、この総重量を時間で
微分する必要があるが、計算のための時間遅れや雑音が
のりやすい等の問題がある。
ードバックする制御方法では、同じ量の溶湯が取鍋内に
有るということだけしか分からず、計測した時点での取
鍋の傾動速度が違えば注湯速度が変動する。計測した総
重量から注湯速度を計算する場合、この総重量を時間で
微分する必要があるが、計算のための時間遅れや雑音が
のりやすい等の問題がある。
【０００５】さらに、高品質の鋳造品を得るためには、
鋳型の湯口カップの溶湯面を一定に保つ必要がある。湯
口カップでの溶湯面を一定の高さに保つためには、注湯
速度を適切に制御する必要があるが、この制御式を求め
るのは極めて難かしい。また、同じ鋳型に対し、同じ注
湯速度パターンで自動注湯しても、湯口カップの溶湯面
が一定になるとは限らない。湯口カップ溶湯面の情報の
みでフィードバックし、取鍋の傾動角度を制御する方式
では、所定の状態になるまでにアンダーシュートあるい
はオーバーシュート等の現象が発生しやすく、不安定性
さを持つことになる。
鋳型の湯口カップの溶湯面を一定に保つ必要がある。湯
口カップでの溶湯面を一定の高さに保つためには、注湯
速度を適切に制御する必要があるが、この制御式を求め
るのは極めて難かしい。また、同じ鋳型に対し、同じ注
湯速度パターンで自動注湯しても、湯口カップの溶湯面
が一定になるとは限らない。湯口カップ溶湯面の情報の
みでフィードバックし、取鍋の傾動角度を制御する方式
では、所定の状態になるまでにアンダーシュートあるい
はオーバーシュート等の現象が発生しやすく、不安定性
さを持つことになる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、注湯開始から
所定の時間間隔ごとに、取鍋の傾動角度に応じた取鍋内
の幾何学的形状と、取鍋内の溶湯を含む取鍋の重量と、
取鍋の傾動角度を求め、これらのデータから取鍋の出湯
口から取鍋内の溶湯表面までのヘッドを算出し、前記ヘ
ッドが前記時間ごとに予め設定した値になるように取鍋
の傾動速度を制御する自動注湯制御方法である。さらに
本発明においては、所定の時間間隔ごとに湯口カップの
溶湯面の高さを検出し、この湯口カップの溶湯面の高さ
が予め設定した値との差に応じて、前記時間ごとのヘッ
ドの設定値を増減するようにした自動注湯制御方法であ
る。
所定の時間間隔ごとに、取鍋の傾動角度に応じた取鍋内
の幾何学的形状と、取鍋内の溶湯を含む取鍋の重量と、
取鍋の傾動角度を求め、これらのデータから取鍋の出湯
口から取鍋内の溶湯表面までのヘッドを算出し、前記ヘ
ッドが前記時間ごとに予め設定した値になるように取鍋
の傾動速度を制御する自動注湯制御方法である。さらに
本発明においては、所定の時間間隔ごとに湯口カップの
溶湯面の高さを検出し、この湯口カップの溶湯面の高さ
が予め設定した値との差に応じて、前記時間ごとのヘッ
ドの設定値を増減するようにした自動注湯制御方法であ
る。
【０００７】
【実施例】以下図面により本発明の一実施例について説
明する。図１は本発明を実施するための自動注湯装置の
概略図を示す。図において、１は溶湯を貯留した、傾動
可能な取鍋である。２は鋳型に設けた湯口カップであ
る。３は取鍋１を傾動させるサーボモータ、４は取鍋１
とサーボモータ３を含めた部分の重量を計測するロード
セル、６はマイクロコンピュータなどから構成され、こ
れら自動注湯装置を制御する制御盤である。７は手動で
取鍋の傾動角を制御するジョイステイック、８は取鍋１
からの出湯を検出する出湯口センサ、９は取鍋１から溶
湯を出湯中であることを検出する出湯中センサ、１９は
湯口カップ２の溶湯面を計測する湯口カップセンサであ
る。
明する。図１は本発明を実施するための自動注湯装置の
概略図を示す。図において、１は溶湯を貯留した、傾動
可能な取鍋である。２は鋳型に設けた湯口カップであ
る。３は取鍋１を傾動させるサーボモータ、４は取鍋１
とサーボモータ３を含めた部分の重量を計測するロード
セル、６はマイクロコンピュータなどから構成され、こ
れら自動注湯装置を制御する制御盤である。７は手動で
取鍋の傾動角を制御するジョイステイック、８は取鍋１
からの出湯を検出する出湯口センサ、９は取鍋１から溶
湯を出湯中であることを検出する出湯中センサ、１９は
湯口カップ２の溶湯面を計測する湯口カップセンサであ
る。
【０００８】図２は、図１に示す装置のシステム構成図
である。制御盤６内のＣＰＵ１１は、ロードセル４、サ
ーボモータ３のエンコーダ５の値、ジョイスティック７
の傾動角度及びシーケンサ１２との通信内容などを取り
込み、それらの内容よりサーボモータアンプ１３に指令
電圧を送る。シーケンサ１２は、出湯口センサ８、出湯
中センサ９、湯口カップセンサ１９、ＣＰＵ１１からの
通信内容及び周辺スイッチからの信号を受け取り、自動
注湯装置の制御を行う。
である。制御盤６内のＣＰＵ１１は、ロードセル４、サ
ーボモータ３のエンコーダ５の値、ジョイスティック７
の傾動角度及びシーケンサ１２との通信内容などを取り
込み、それらの内容よりサーボモータアンプ１３に指令
電圧を送る。シーケンサ１２は、出湯口センサ８、出湯
中センサ９、湯口カップセンサ１９、ＣＰＵ１１からの
通信内容及び周辺スイッチからの信号を受け取り、自動
注湯装置の制御を行う。
【０００９】次に、注湯速度の制御方法について、図３
を用いて説明する。図３において、１６は取鍋１の出湯
口から水平方向位置を示し、１７は注湯時の溶湯表面位
置を示す。この距離がヘッド１５になる。鋳型に注湯す
るとき、取鍋１の出湯口付近に設置している堰を越える
溶湯の流量は ＪＩＳ Ｂ ８３０２などに示してある
ように、ヘッド１５の平方根の多項式として計算でき
る。取鍋１から注湯される溶湯の流量を表す多項式をＱ
＝Ｆ（Ｙ）とする。ここでＱは注湯速度である。時刻ｎ
における目標注湯速度Ｑｎとすれば、時刻ｎにおける
目標ヘッドＨｎ＋１は関数Ｆの逆関数Ｆ-1１より、√Ｈ
n+1＝Ｆ-1（Ｑn）として求める。Ｆ-1の求め方は、時刻
ｎ−１の時の目標ヘッド√Ｈnを初期値とすることによ
り、ニュートン法により多項式の解は求まる。
を用いて説明する。図３において、１６は取鍋１の出湯
口から水平方向位置を示し、１７は注湯時の溶湯表面位
置を示す。この距離がヘッド１５になる。鋳型に注湯す
るとき、取鍋１の出湯口付近に設置している堰を越える
溶湯の流量は ＪＩＳ Ｂ ８３０２などに示してある
ように、ヘッド１５の平方根の多項式として計算でき
る。取鍋１から注湯される溶湯の流量を表す多項式をＱ
＝Ｆ（Ｙ）とする。ここでＱは注湯速度である。時刻ｎ
における目標注湯速度Ｑｎとすれば、時刻ｎにおける
目標ヘッドＨｎ＋１は関数Ｆの逆関数Ｆ-1１より、√Ｈ
n+1＝Ｆ-1（Ｑn）として求める。Ｆ-1の求め方は、時刻
ｎ−１の時の目標ヘッド√Ｈnを初期値とすることによ
り、ニュートン法により多項式の解は求まる。
【００１０】取鍋傾動角θで取鍋１に溶湯を満たした時
の総重量Ｗは、取鍋１の幾何学的形状よりＷ＝Ｇ（θ）
と表現する。また同様に取鍋傾動角度θでの取鍋１内の
溶湯表面積Ａは取鍋の幾何学的形状よりＡ＝Ｋ（θ）と
なる。時刻ｎでロ−ドセル４により計測した総重量をＷ
n、エンコ−ダ５により計測した傾動角度をθrn、時刻
ｎ＋１での目標傾動角度をθn+1とすれば、Ｈn+1は流
出している溶湯重量（Ｗn −Ｇ（θrn））を溶湯表面積
Ｋ（θrn）と溶湯密度γで割ったものであるので、 （Ｗn−Ｇ（θrn））／Ｋ（θrn）／γ＝Ｈn+1・・・・・・（１） なる関係がある。この関係より θn+1＝Ｇ-1（Ｗn−Ｋ（θrn）×Ｈn+1×γ）・・・・・・ （２） として時刻ｎ＋１における目標傾動角度θn+1を求め
る。また とする。そこでサ−ボモ−タアンプ１３に送る指令電圧
Ｖnを Ｖn＝Ｋp×（θn+1−θrn）＋Ｋi×θe・・・・・・・・・（４） とする。ここでＫpとＫiは比例定数である。以上の方法
によりヘッド１５を目標のヘッドＨn+1になるように制
御でき、注湯制御が可能となる。以上の方法のフローチ
ャートを図４に示す。
の総重量Ｗは、取鍋１の幾何学的形状よりＷ＝Ｇ（θ）
と表現する。また同様に取鍋傾動角度θでの取鍋１内の
溶湯表面積Ａは取鍋の幾何学的形状よりＡ＝Ｋ（θ）と
なる。時刻ｎでロ−ドセル４により計測した総重量をＷ
n、エンコ−ダ５により計測した傾動角度をθrn、時刻
ｎ＋１での目標傾動角度をθn+1とすれば、Ｈn+1は流
出している溶湯重量（Ｗn −Ｇ（θrn））を溶湯表面積
Ｋ（θrn）と溶湯密度γで割ったものであるので、 （Ｗn−Ｇ（θrn））／Ｋ（θrn）／γ＝Ｈn+1・・・・・・（１） なる関係がある。この関係より θn+1＝Ｇ-1（Ｗn−Ｋ（θrn）×Ｈn+1×γ）・・・・・・ （２） として時刻ｎ＋１における目標傾動角度θn+1を求め
る。また とする。そこでサ−ボモ−タアンプ１３に送る指令電圧
Ｖnを Ｖn＝Ｋp×（θn+1−θrn）＋Ｋi×θe・・・・・・・・・（４） とする。ここでＫpとＫiは比例定数である。以上の方法
によりヘッド１５を目標のヘッドＨn+1になるように制
御でき、注湯制御が可能となる。以上の方法のフローチ
ャートを図４に示す。
【００１１】数度実験をしたのち計測した総重量を時間
で微分したＱと目標とするＱnを比較し、時間軸上で応
答遅れｄが起きたとする。実際に稼働する時は、ある時
刻における目標注湯速度がわかっているので、ある時刻
ｎのときの目標注湯速度をＱnのかわりに、Ｑn+dとし時
間遅れｄに対して対応する。
で微分したＱと目標とするＱnを比較し、時間軸上で応
答遅れｄが起きたとする。実際に稼働する時は、ある時
刻における目標注湯速度がわかっているので、ある時刻
ｎのときの目標注湯速度をＱnのかわりに、Ｑn+dとし時
間遅れｄに対して対応する。
【００１２】また湯口カップセンサの計測値Ｌnとし、
目標とする湯口カップ溶湯面の測定値をＬとすれば、目
標とする湯口カップ溶湯面の測定値Ｌより溶湯面が下が
れば、目標ヘッドＨn+1を増やし、上がれば目標ヘッド
Ｈn+1を減らす。 Ｈn+1＝（Ｗn−Ｇ（θrn））／Ｋ（θrn）／γ＋Ｋpp×（Ｌ−Ｌn） ・・・・・・（５） Ｋppは比例定数である。これによりヘッドを制御し、湯
口カップ溶湯面を一定にすることが可能となる。なお、
上記計算は、制御盤６内のＣＰＵ１１で行う。
目標とする湯口カップ溶湯面の測定値をＬとすれば、目
標とする湯口カップ溶湯面の測定値Ｌより溶湯面が下が
れば、目標ヘッドＨn+1を増やし、上がれば目標ヘッド
Ｈn+1を減らす。 Ｈn+1＝（Ｗn−Ｇ（θrn））／Ｋ（θrn）／γ＋Ｋpp×（Ｌ−Ｌn） ・・・・・・（５） Ｋppは比例定数である。これによりヘッドを制御し、湯
口カップ溶湯面を一定にすることが可能となる。なお、
上記計算は、制御盤６内のＣＰＵ１１で行う。
【００１３】
【発明の効果】以上述べた方法により、溶湯ヘッド１５
を制御することが可能となり、精度の高い注湯速度制御
が行え、より品質の高い鋳造品を作ることが可能とな
る。
を制御することが可能となり、精度の高い注湯速度制御
が行え、より品質の高い鋳造品を作ることが可能とな
る。
【図１】本発明を一実施例を示す自動注湯装置の概略図
【図２】図１に示す装置のシステム構成図
【図３】注湯速度の制御方法を説明するための図
【図４】本発明の制御手順を示すフローチャート
１ 取鍋 ３ サーボモータ ４ ロードセル ５ エンコーダ ８ 出湯口センサ ９ 出湯中センサ １１ ＣＰＵ １３ サーボモータアンプ １５ ヘッド １９ 湯口カップセンサ
Claims (2)
- 【請求項１】 注湯開始から所定の時間間隔ごとに、
取鍋の傾動角度に応じた前記取鍋内の幾何学的形状と、
前記取鍋内の溶湯を含む取鍋の重量と、前記取鍋の傾動
角度を求め、これらのデータから前記取鍋の出湯口から
取鍋内の溶湯表面までのヘッドを算出し、前記ヘッドが
前記時間ごとに予め設定した値になるように前記取鍋の
傾動速度を制御することを特徴とする自動注湯制御方
法。 - 【請求項２】 所定の時間間隔ごとに湯口カップの溶
湯面の高さを検出し、前記湯口カップの溶湯面の高さが
予め設定した値との差に応じて、前記時間ごとのヘッド
の設定値を増減することを特徴とする請求項１記載の自
動注湯制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5587593A JPH06262342A (ja) | 1993-03-16 | 1993-03-16 | 自動注湯制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5587593A JPH06262342A (ja) | 1993-03-16 | 1993-03-16 | 自動注湯制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06262342A true JPH06262342A (ja) | 1994-09-20 |
Family
ID=13011277
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5587593A Pending JPH06262342A (ja) | 1993-03-16 | 1993-03-16 | 自動注湯制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06262342A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008136202A1 (ja) * | 2007-04-28 | 2008-11-13 | Sintokogio, Ltd. | 傾動式自動注湯方法および記憶媒体 |
| WO2011117931A1 (ja) * | 2010-03-25 | 2011-09-29 | ロザイ工業株式会社 | 金属鋳造における溶湯連続供給システム |
-
1993
- 1993-03-16 JP JP5587593A patent/JPH06262342A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008136202A1 (ja) * | 2007-04-28 | 2008-11-13 | Sintokogio, Ltd. | 傾動式自動注湯方法および記憶媒体 |
| JP4496280B2 (ja) * | 2007-04-28 | 2010-07-07 | 新東工業株式会社 | 傾動式自動注湯方法および記憶媒体 |
| JPWO2008136202A1 (ja) * | 2007-04-28 | 2010-07-29 | 新東工業株式会社 | 傾動式自動注湯方法および記憶媒体 |
| WO2011117931A1 (ja) * | 2010-03-25 | 2011-09-29 | ロザイ工業株式会社 | 金属鋳造における溶湯連続供給システム |
| JP2011200900A (ja) * | 2010-03-25 | 2011-10-13 | Rozai Kogyo Kaisha Ltd | 金属鋳造における溶湯連続供給システム |
| CN102292175A (zh) * | 2010-03-25 | 2011-12-21 | Rozai工业株式会社 | 金属铸造中的熔体连续供给*** |
| KR101238994B1 (ko) * | 2010-03-25 | 2013-03-04 | 로자이 고교 가부시키가이샤 | 금속 주조에 있어서의 용탕 연속 공급 시스템 |
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