TW201946709A - 鑄模造型裝置、鑄模品質評價裝置及鑄模品質評價方法 - Google Patents

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朝岡康明
原田久
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Abstract

本發明提供一種每次造型出一框濕砂模時無需利用鑄模強度計測定濕砂模便可對所造型的濕砂模之品質(鑄模強度)進行評價的鑄模造型裝置、鑄模品質評價裝置及鑄模品質評價方法。
本發明之鑄模造型裝置之特徵在於，其具備有：濕砂模造型感測器，其於濕砂模之造型時對在被放入至鑄模造型空間內的濕砂模砂與安裝有模型的板材之接合部分所施加的壓力值進行測定；及鑄模品質評價裝置，其從上述壓力值評價所造型的濕砂模之品質。

Description

鑄模造型裝置、鑄模品質評價裝置及鑄模品質評價方法
本發明係關於一種對所造型的濕砂模之品質進行評價的鑄模造型裝置、鑄模品質評價裝置及鑄模品質評價方法。
在對藉由鑄模造型裝置所造型的濕砂模(鑄模)所被要求的品質之一，為具有鑄模強度。通常，為了判斷所造型的濕砂模是否具有充分的鑄模強度，而進行利用鑄模強度計逐個測定所造型之濕砂模的作業，而期望有即便不進行此種作業亦確認所造型的濕砂模是否具有充分之鑄模強度的方法。進而，期望有於不停止步驟的情況下對所造型的每個濕砂模進行鑄模品質管理的方法。
例如，於專利文獻1中，揭示有藉由壓力感測器測定內部壓力用於感測鑄砂(foundry sand)之吹入填充之異常的吹入式鑄模造型機中之鑄砂吹入填充異常檢測方法。
又，於專利文獻2中揭示有一種造型裝置監視系統，其係使用對框設置缸筒、盛裝框缸筒及校平架之位置進行測定的位置感測器來監視鑄模之分模面之高度，藉此發現不良鑄模。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本專利第3415497號公報
專利文獻2：日本專利第3729197號公報
然而，根據專利文獻1之鑄砂吹入填充異常檢測方法，僅可檢測砂填充不良，而難以確認正確之鑄模強度。又，於專利文獻2之造型裝置監視系統中，即便監視鑄模之分模面之高度亦難以根據分模面之高度而確認正確之鑄模強度。
本發明係鑒於上述情況而成者，目的在於提供一種每次造型出一框濕砂模時無需利用鑄模強度計測定濕砂模便可對所造型的濕砂模之品質(鑄模強度)進行評價的鑄模造型裝置、鑄模品質評價裝置及鑄模品質評價方法。
為了解決上述課題並達成目的，本發明中之鑄模造型裝置之特徵在於，其具備有：濕砂模造型感測器，其於濕砂模之造型時對在被放入至鑄模造型空間內的濕砂模砂與安裝有模型的板材之接合部分所施加的壓力值進行測定；及鑄模品質評價裝置，其從上述壓力值評價所造型的濕砂模之品質。
又，本發明之一實施態樣之特徵在於：上述鑄模品質評價裝置具備有鑄模強度算出部，其基於上述壓力值與測定有上述壓力值的濕砂模之鑄模強度的關係，從上述壓力值算出濕砂模之鑄模強度。
又，本發明之一實施態樣之特徵在於：上述鑄模品質評價裝置具備有鑄模品質判定部，其從所算出的鑄模強度，基於既定之臨限值對所造型的濕砂模之品質進行判定。
又，本發明之一實施態樣之特徵在於：上述鑄模強度算出部係算出未進行測定上述鑄模強度的濕砂模之鑄模強度。
又，本發明之一實施態樣之特徵在於：上述鑄模品質評價裝置進而具備有顯示手段，其顯示在上述鑄模強度算出部所算出的上述壓力值與測定有上述壓力值的濕砂模之鑄模強度的關係。
又，本發明之一實施態樣之特徵在於：上述鑄模品質評價裝置進而具備有記錄手段，其記錄於濕砂模之造型時所發生的壓力值資料、與壓力值相關聯的鑄模強度資料、鑄模強度之算出結果及鑄模品質之判定結果。
又，本發明之一實施態樣之特徵在於：自上述濕砂模造型感測器向上述鑄模品質評價裝置的壓力值之發送係利用無線通訊來進行。
又，本發明之一實施態樣之特徵在於：上述鑄模造型裝置係無框造型機或附框造型機。
又，本發明之一實施態樣之特徵在於：上述板材係被設為矩形狀，設置有複數個上述濕砂模造型感測器，該等壓力感測器係被埋入至上述板材之四角。
又，本發明中之鑄模品質評價裝置之特徵在於：於濕砂模之造型時從在被放入至鑄模造型空間內的濕砂模砂與安裝有模型的板材之接合部分所施加的壓力值評價所造型的濕砂模之品質。
又，本發明之一實施態樣之特徵在於：上述鑄模品質評價裝置具備有鑄模強度算出部，其基於上述壓力值與測定有上述壓力值的濕砂模之鑄模強度的關係，從上述壓力值算出濕砂模之鑄 模強度。
又，本發明之一實施態樣之特徵在於：上述鑄模品質評價裝置具備有鑄模品質判定部，其從所算出的鑄模強度，基於既定之臨限值對所造型的濕砂模之品質進行判定。
又，本發明中之鑄模品質評價方法之特徵在於，其包含有：於濕砂模之造型時對在被放入至鑄模造型空間內的濕砂模砂與安裝有模型的板材之接合部分所施加的壓力值進行測定，並從上述壓力值評價所造型的濕砂模之品質。
又，本發明之一實施態樣之特徵在於：對上述濕砂模之品質進行評價包含有：基於上述壓力值與測定有上述壓力值的濕砂模之鑄模強度的關係，從上述壓力值算出濕砂模之鑄模強度。
又，本發明之一實施態樣之特徵在於：對上述濕砂模之品質進行評價包含有：從所算出的鑄模強度，基於既定之臨限值對所造型的濕砂模之品質進行判定。
根據本發明，發揮如下效果：可於不利用鑄模強度計進行測定的情況下，個別地算出所造型的濕砂模之鑄模強度並進而對濕砂模之品質進行評價。
1‧‧‧鑄模造型裝置(附框鑄模造型)
2‧‧‧板材
2a‧‧‧中央部板材
2b‧‧‧外周部板材
3‧‧‧模型
4‧‧‧載具
5‧‧‧金屬框
6‧‧‧盛裝框
7‧‧‧擠壓頭
8‧‧‧擠壓板
9‧‧‧平台
10A~10H‧‧‧濕砂模造型感測器
11‧‧‧配線
12‧‧‧鑄模品質評價裝置
13‧‧‧襯墊
14‧‧‧螺栓
15、15'‧‧‧接收部
16、16'‧‧‧放大部
17‧‧‧輸入部
18‧‧‧鑄模強度算出部
19‧‧‧鑄模品質判定部
20‧‧‧顯示部
21‧‧‧發送部
22‧‧‧記錄部
23‧‧‧警示燈
24‧‧‧壓力值發送部
25‧‧‧放大器一體型記錄器
26‧‧‧個人電腦
27‧‧‧遮板料斗
28‧‧‧遮板
29‧‧‧鑄模造型機(無框造型機)
30‧‧‧往返台車
31‧‧‧上框
32‧‧‧下框
33‧‧‧上擠壓板
34‧‧‧下擠壓板
35‧‧‧濕砂模砂吹入口
36‧‧‧砂槽
a‧‧‧公螺紋
b‧‧‧母螺紋
S1、S2‧‧‧周圍
S3‧‧‧中心部
圖1係表示第1實施形態之鑄模造型裝置之構造之概略的圖。
圖2係表示在鑄模造型裝置之中對鑄模品質進行評價之部分之構成的圖。
圖3係表示埋入有濕砂模造型感測器的板材之部分之詳細的剖 視圖。
圖4係表示埋入有濕砂模造型感測器的板材之部分之詳細的剖視圖。
圖5係表示鑄模品質評價裝置之功能構成之一例之方塊圖。
圖6係表示鑄模品質評價裝置之功能構成之另一例之方塊圖。
圖7係表示本次所實施之實驗之構成之概略圖。
圖8係表示將在擠壓步驟中之濕砂模造型感測器之壓力之經時變化記錄於放大器一體型記錄器並利用個人電腦進行解析的結果之一例的圖形。
圖9係將濕砂模造型感測器之峰值壓力與鑄模強度之關係彙總的圖形。
圖10係表示於顯示部所顯示之畫面之一例之圖。
圖11係表示於顯示部所顯示之畫面之一例之圖。
圖12係表示於顯示部所顯示之畫面之一例之圖。
圖13(a)至(c)係表示使用第1實施形態之鑄模造型裝置的鑄模品質之評價方法(濕砂模之造型方法)之步驟的圖。
圖14係表示埋入有濕砂模造型感測器的板材之另一例之圖。
圖15係表示埋入有濕砂模造型感測器的板材之另一例之圖。
圖16(a)及(b)係表示板材之另一形態之圖。
圖17係表示第2實施形態之鑄模造型裝置之構造之概略的圖。
圖18係表示在鑄模造型裝置之中對鑄模品質進行評價之部分之構成之圖。
圖19(a)至(d)係表示使用第2實施形態之鑄模造型裝置的鑄模品質之評價方法(濕砂模之造型方法)之步驟的圖。
圖20係表示埋入有濕砂模造型感測器的板材之另一例之圖。
圖21係表示埋入有濕砂模造型感測器的板材之另一例之圖。
圖22(a)及(b)係表示第2實施形態之板材構造之概略的圖。
以下，參照隨附圖式，對本發明之鑄模造型裝置、鑄模品質評價裝置及用以實施鑄模品質評價方法之形態進行說明。
(第1實施形態)
參照隨附圖式對第1實施形態進行說明。圖1係表示第1實施形態之鑄模造型裝置之構造之概略的圖，圖2係表示鑄模造型裝置之中評價鑄模品質之部分之構成的圖。本實施形態之鑄模造型裝置係於造型出濕砂模(鑄模)之後使鑄框(金屬框)仍內藏有濕砂模的情況下移送至後續步驟的附框造型機。
鑄模造型裝置1係具備有於上表面安裝有模型3的板材2、載具4、金屬框5、盛裝框6、擠壓頭7、擠壓板8、平台9、濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D、配線11及鑄模品質評價裝置12。再者，於圖2中，板材2、模型3、載具4及濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D係表示自鑄模造型裝置1之上側所觀察的情況。
板材2係將用以將鑄件之形狀造型為濕砂模的上模(或下模)模型3安裝於板材之上表面者，呈矩形狀。板材2係例如以鋁所形成。載具4係呈框形狀，將板材2載置於該框之內側。而且，於以板材2、金屬框5、盛裝框6及擠壓板8所包圍的鑄模造型空間內，填充有用以造型出濕砂模的濕砂模砂。板材2係構成於利用鑄模造型裝置1進行濕砂模造型時藉由與金屬框5而所劃分形成的造 型空間之邊界之一部分的構件。
藉由鑄模造型裝置1所進行之濕砂模砂之填充係使用如下方式：使用濕砂模砂之重量的重力下落方式或使用空氣流的吹氣方式。重力下落方式係使配置於鑄模造型裝置1之上部的遮板料斗(未圖示)中所蓄積的濕砂模砂利用重力下落，藉此向鑄模造型空間填充濕砂模砂的方式。又，吹氣方式係藉由將砂槽內(未圖示)之濕砂模砂吹入至鑄模造型空間而填充濕砂模砂的方式。
此處，簡單地對在鑄模造型空間中投入濕砂模砂並進行壓縮之程序進行說明。首先，於載具4上載置金屬框5，繼而，使盛裝框6重疊於金屬框5上而劃分形成鑄模造型空間。然後，向鑄模造型空間投入濕砂模砂，且擠壓板8對濕砂模砂進行壓縮(擠壓)。藉此，將鑄模造型空間之濕砂模砂壓實而造型出濕砂模。
(濕砂模造型感測器)
濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D係測定施加於分模面的壓力值(峰值壓力)，該分模面係於濕砂模之造型時由形成於鑄模造型空間內的濕砂模砂所構成的上模(或下模)與板材2的接合部分。濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D為壓力感測器。於本實施形態中，濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D係被埋入至板材2之四角。將濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D如此般地埋入之理由係考慮到施加於板材內的壓力之不均的結果，對此將於下文進行說明。藉由將濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D埋入至板材2之四角，可觀察到鑄模整體之強度分佈。
而且，濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D係測 定壓力的受壓面為露出於板材2之上表面，測定對與濕砂模之分模面所施加的壓力值(峰值壓力)。此時，較理想為濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D之受壓面與板材2之上表面係處於無階差且同一平面狀態。藉此，能夠測定準確之壓力。於一例中，濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D為流體壓力式感測器。亦可使用土壓式感測器作為濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D。
又，關於濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D，於考慮到所埋入的板材2之大小、模型3之大小、進而考慮如下述般利用鑄模強度計測定濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D所測定壓力的位置之濕砂模之鑄模強度並利用壓力值(峰值壓力)與鑄模強度之關係的情形時，較理想為受壓面之大小較小。另一方面，因亦要求測定精度，故而受壓面之大小較理想為直徑5~30mm左右。
圖3及圖4係表示埋入有濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D的板材2之部分之詳細的側剖視圖。圖3係表示濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D為旋入式之情形。如圖3所示，於濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D之a形成有公螺紋，於板材2之b形成有母螺紋，將濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D螺固於板材2。
另一方面，圖4表示濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D為圓板狀之情形。如圖4所示，於板材2之孔中放置有濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D，環狀之襯墊13係包圍濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D之外緣。而且，螺栓14將襯墊13固定，而保持濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D。
如此般，濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D可 使用旋入式或圓板狀之任一規格之物品，於進行該選擇之時，考慮濕砂模造型感測器之埋入空間、安裝性而進行即可。
配線11係將濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D與鑄模品質評價裝置12連接。於本實施形態中，濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D與鑄模品質評價裝置12係經由配線11以有線(有線通訊)進行連接，但亦可以無線(無線通訊)進行連接。例如，可將濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D所檢測出的壓力值(壓力值資料)例如利用放大器進行放大後自發送器使用無線LAN(Local Area Network，區域網路)、Blue tooth(註冊商標)等之無線通訊發送至鑄模品質評價裝置12。
(鑄模品質評價裝置)
鑄模品質評價裝置12係自濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D所測定的壓力值(壓力值資料)評價藉由鑄模造型裝置1所造型的濕砂模之品質。圖5係表示針對有線通訊資料的鑄模品質評價裝置12之功能構成之方塊圖。鑄模品質評價裝置12係具備有接收部15、放大部16、輸入部17、鑄模強度算出部18、鑄模品質判定部19、顯示部20、發送部21及記錄部22。
接收部15係接收濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D所測定的壓力值(壓力值資料)。於本例中，接收來自配線11的有線資料。
放大部16將所接收的壓力值(壓力值資料)之信號量放大。放大部16例如為放大器。
輸入部17係輸入利用鑄模強度計對所造型的濕砂模 所測定的鑄模強度、下述之式y=ax+b之斜率「a」及截距「b」之值、以及所造型的濕砂模之鑄模強度之臨限值等。再者，輸入係由作業人員進行。輸入部17例如為鍵盤或觸控面板。再者，式y=ax+b之「y」為鑄模強度，「x」為濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D所測定的壓力值，根據所輸入的斜率「a」、截距「b」及測定值「x」而求出鑄模強度「y」之關係式。
鑄模強度算出部18係根據輸入至輸入部17的斜率「a」、截距「b」及濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D所測定的壓力值(峰值壓力)，並藉由上述測定值與鑄模強度的關係式，對濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D所測定的每個壓力值(峰值壓力)而算出鑄模強度。再者，關於鑄模強度之算出方法，下文將詳細地進行說明。鑄模強度算出部18例如為電腦或PLC(Programmable Logic Controller，可程式邏輯控制器)。
鑄模品質判定部19係自輸入至輸入部17的鑄模強度之臨限值、及所算出的鑄模強度而判定所造型的濕砂模之品質。再者，關於鑄模品質之判定方法，下文將詳細地進行說明。鑄模品質判定部19例如為電腦或PLC。
顯示部20係顯示濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D所測定的壓力值(峰值壓力)、藉由作業人員利用輸入部17所輸入的鑄模強度與壓力值(峰值壓力)的關係式y=ax+b之斜率「a」及截距「b」之值、藉由作業人員所輸入的所造型之濕砂模之鑄模強度之臨限值、鑄模強度算出結果、及鑄模品質判定結果等。顯示部20例如為液晶等之顯示器。
發送部21向警示燈(PATLITE：註冊商標)23等發送NG 判定資料。發送資料係可為有線資料或無線資料中之任一者。而且，進行確認亮滅之警示燈23等而發現產生不良之濕砂模的作業人員係對所對應的濕砂模標附×記號等，從而一眼便可知為不良品。被識別為不良品的濕砂模係不進行後續之步驟(澆注)而跳過該等步驟而最終地進行模卸除。
記錄部22係記錄壓力值資料、與壓力值相關聯的鑄模強度資料、鑄模強度算出結果、及鑄模品質判定結果等。進而，該等之資料係針對安裝於板材2的每個模型而進行記錄。記錄部22例如為半導體記憶體、磁碟等之記錄媒體。而且，藉由記錄部22所記錄的資料係可使用USB(Universal Serial Bus，通用序列匯流排)記憶體、SD(Secure Digital，保全數位)卡等而進行取出。
如上所述，濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D與鑄模品質評價裝置12亦可以無線(無線通訊)進行連接。圖6係表示利用濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D所測定的壓力值(壓力值資料)以無線(無線通訊)連接於鑄模品質評價裝置12之情形時之功能構成的方塊圖。利用濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D所測定的壓力值(壓力值資料)係被濕砂模造型感測器附近之放大部16'所放大，並自壓力值發送部24無線發送至鑄模品質評價裝置12之接收部15'。圖6所示之針對無線資料的鑄模品質評價裝置12係具備有接收部15'、輸入部17、鑄模強度算出部18、鑄模品質判定部19、顯示部20、發送部21及記錄部22。
接收部15'係接收利用濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D所測定的壓力值(壓力值資料)在放大部16'被放大之後自壓力值發送部24所發送的無線資料。再者，輸入部17、鑄模強度算出 部18、鑄模品質判定部19、顯示部20、發送部21及記錄部22之功能係與上述之針對有線資料的鑄模品質評價裝置12之功能相同。
(濕砂模造型感測器所測定的壓力與所造型的濕砂模之鑄模強度之關係)
其次，對濕砂模造型感測器所測定之施加於分模面的壓力值(峰值壓力)、與所造型的濕砂模之鑄模強度之關係進行說明。為調查該等之關係，使用造型機而進行實驗。圖7係表示本次所實施之實驗之構成之概略圖。再者，圖7亦一併表示板材與感測器之位置關係、將來自壓力感測器的信號放大並記錄的放大器一體型記錄器25、及連接於放大器一體型記錄器25並進行感測器測定值之圖形化等之解析的個人電腦26。實驗係如下進行。
1.於鋁製之板材設置(埋入)濕砂模造型感測器。於本次實驗中，使用流體壓力感測器作為濕砂模造型感測器。所設置的部位係設為板材之中心部及板材之對角線上之共計3個部位。再者，為了下文之說明，將圖中板材之對角線上且靠近彼此之頂點之位置的兩個部位設為S1、S2，將板材之中心部設為S3。關於將流體壓力感測器設置於S1、S2、S3之3個部位，因於濕砂模之造型時作用於板材之力係板材之中央部較高而金屬框附近由於金屬框與濕砂模砂之摩擦阻力而變低，故可於一次造型中取得較大之壓力範圍之資料。又，本實驗係由於在板材之中心部亦配置有流體壓力感測器故而於不安裝模型之情況下進行。
2.於造型機安裝設置有濕砂模造型感測器的板材，對濕砂模進行造型。而且，於擠壓步驟時，利用3個部位之濕砂模造 型感測器測定對分模面所施加的壓力。關於壓力值，測定有其之隨時間的變化並記錄於放大器一體型記錄器25。再者，擠壓係逐漸地施加至設定壓力，並於成為設定壓力之時間點解除壓力。
3.利用鑄模強度計測定濕砂模造型感測器所測定壓力的位置之濕砂模之鑄模強度，並調查壓力值與鑄模強度的關係。再者，測定鑄模強度的強度計係使用侵入型鑄模強度計，該侵入型鑄模強度計係在鑄造工廠中廣泛地被使用於評價濕砂模之造型性之使前端直徑3mm左右之針侵入至鑄模10mm左右而進行測定鑄模強度。
而且，對複數個濕砂模進行上述2及3，並收集資料。表1係將本次之實驗條件彙總而成者。
(實驗結果)
圖8係表示將在擠壓步驟中之濕砂模造型感測器之壓力之隨時間的變化記錄於放大器一體型記錄器25並利用個人電腦26進行解析的結果之一例的圖形。再者，本圖係表示將擠壓壓力設定為0.4MPa之情形，於S1、S2、S3之3個部位進行測定者。如圖8所示，於 本次之造型機中，在擠壓步驟中開始擠壓之後約2秒後到達至峰值壓力。
又，當確認板材之位置與峰值壓力的關係時，可知板材之中心部(S3)之壓力最高，於遠離中心部的場所(S1、S2)，壓力變低。藉此，可確認上述之於金屬框附近由於濕砂模砂與金屬框的摩擦阻力而傳達至板材的壓力下降。又，於該實驗結果之一例中，板材之中心部(S3)之壓力係與設定壓力(0.4MPa)大致相同。
圖9係重複進行上述實驗並將在設定擠壓壓力、濕砂模砂之填充狀態產生變化之濕砂模造型感測器之峰值壓力與鑄模強度之關係進行彙總的圖形。根據該圖形，可知濕砂模造型感測器之峰值壓力與鑄模強度之關係存在正相關，可以直線進行表示。而且，可從直線求出式y=ax+b。此處，y係鑄模強度，x係峰值壓力。根據該等之結果，得知可利用濕砂模造型感測器之壓力之峰值(對濕砂模之分模面的擠壓壓力)對鑄模強度(鑄模填充性)進行評價。
濕砂模造型感測器係測定所填充之濕砂模砂被壓實而該壓實力(壓縮力)到達至板材面的壓力。到達至該板材面的壓力係根據壓實力之大小、壓實前濕砂模砂之填充之密度分佈(高密度部係高壓力，低密度部係低壓力)、模型(pattern)之形狀、濕砂模砂之特性(高水分砂係低壓力，低水分砂係高壓力)而發生變化。
關於藉由濕砂模造型感測器所進行之造型性之評價，由於
‧濕砂模造型感測器之峰值壓力高=濕砂模砂填充密度高=鑄模強度高
‧濕砂模造型感測器之峰值壓力低=濕砂模砂填充密度低=鑄模 強度低
之關係，於濕砂模造型感測器之峰值壓力較低的情形下，存在有熔液之滲入、落砂‧夾砂、漏液等之缺陷之虞。於濕砂模造型感測器之峰值壓力較高的情形下，存在有模型與鑄模間之滑動阻力增加而脫模不良之虞。由此，若適當地保持所被檢測出之濕砂模造型感測器之峰值壓力，則連結到不良的減少。
由於傳遞至被埋入至板材之濕砂模造型感測器的壓力係根據上述因素而發生變化，故而濕砂模造型感測器之埋入位置必須為能夠掌握該等狀況之場所。因此，雖然若設置多個之濕砂模造型感測器則能夠檢測更多之狀態異常，但就空間之制約及經濟方面而言並不實際，較理想為能夠以更少之個數進行壓力檢測及評價。
如上所述，藉由鑄模造型裝置1所進行之濕砂模砂之填充係使用重力下落方式、或使用空氣流的吹氣方式。於使用上述之遮板料斗等的重力下落方式中，存在有將濕砂模砂投入至遮板料斗內時之偏差成為向鑄模造型空間之投入時的偏差。又，當為吹氣方式時，存在有由於從砂吹入噴嘴的距離、噴嘴口之砂堵塞等之狀況等而產生向鑄模造型空間投入時的偏差。該等偏差係於之後之濕砂模砂之壓實中作為傳播至板材2的壓力之偏差而出現。考慮到產生此種之初期填充量之偏差，存在有配置濕砂模造型感測器的必要。
而且，於所配置之濕砂模造型感測器之計測值之差為既定之臨限值範圍以外之情形時，可判斷為初期填充之偏差較大，可採取改善鑄模砂之向遮板料斗內之投入狀態或者調整砂吹入氣 壓、吹入時間、改善吹入噴嘴之狀態(堵塞、磨耗等)等之處理。又，於鑄模砂之向遮板料斗之投入、自遮板料斗之向鑄模造型空間之投入、或藉由吹氣所進行之吹入時等，濕砂模砂之流動性係造成影響。該濕砂模砂之流動性係根據濕砂模砂之水分等之砂特性而產生變化，故而可進行對將被供給至鑄模造型裝置1之濕砂模砂加以混練的混練機等砂處理裝置之調整。
又，於濕砂模砂之壓實時，藉由壓實力進行壓縮濕砂模砂，利用被埋入至板材的濕砂模造型感測器檢測壓力。傳播至板材的力係通常鑄模之(平面狀態之)中心部較高而外周部因濕砂模砂與鑄框側面的滑動阻力(或摩擦阻力)而變低。於矩形形狀之鑄模之情形時，鑄框附近之角隅部為最低。
由此，為了利用壓實力之大小進行評價傳播至板材的力(壓力)，較佳為將濕砂模造型感測器設置於鑄框側面附近，尤其是角隅部。若設置於該位置的濕砂模造型感測器之計測值未達到至既定之下限臨限值，則可判斷為未達到至充分之鑄模強度，可採取增加壓實力之處理，若高於上限臨限值，則可判斷為已成為充分足夠的鑄模強度，而可採取減小壓實力之處理。
於本實施形態中，考慮到該等濕砂模砂之填充步驟及濕砂模砂之壓實步驟，而將濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D埋入至板材2之四角。
再者，濕砂模造型感測器之壓力之峰值與鑄模強度之關係於使用其他種類之附框造型機、無框造型機的情形時亦相同。由此，該等關係亦可適用於下文所說明之第2實施形態之鑄模造型裝置。
(鑄模強度之算出方法)
其次，對藉由鑄模強度算出部18所算出之鑄模強度的算出方法進行說明。如上述般，判明鑄模強度與濕砂模造型感測器之壓力之峰值之間存在有相關關係。鑄模強度算出部18係利用該關係並從被輸入至輸入部17的鑄模強度及濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D所測定的壓力值(峰值壓力)而算出鑄模強度。
具體而言，藉由鑄模強度算出部18所進行之鑄模強度之算出係包括有兩個步驟。
-步驟1
預先造型出既定數量之濕砂模，於擠壓時利用濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D測定壓力值(峰值壓力)。進而，作業人員係測定在被造型的各濕砂模中濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D所進行測定壓力的位置之鑄模強度，並輸入至輸入部17。然後，作業人員係從鑄模強度與壓力值(峰值壓力)之關係而決定式y=ax+b。
再者，於本實施形態中，基於上述之實驗結果而將濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D埋入至板材2之四角。測定該等4個部位之施加於分模面的壓力，並求出與鑄模強度的關係，藉此可利用較少數量之濕砂模造型感測器進行考慮到板材上表面之壓力之不均的鑄模品質之判定。又，當進行既定數量之造型時，藉由使擠壓壓力產生變化，可求出更廣範圍之施加於分模面的壓力與鑄模強度之關係。
圖10係表示於顯示部20所顯示之畫面之一例之圖。於 本例中，首先對既定之濕砂模進行造型，此時，濕砂模造型感測器10A、10B所測定的壓力值(峰值壓力)係顯示於7個畫面。再者，亦可切換於7個顯示有濕砂模造型感測器10C、10D所測定的壓力值(峰值壓力)的畫面，進而，亦可於一個畫面中，將濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D所測定的壓力值(峰值壓力)7個顯示於畫面。
然後，作業人員係將被造型的各濕砂模之配置有濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D的位置之鑄模強度作為輸入值進行輸入。此處，圖之表中之「峰值壓力A」及「鑄模強度A」係濕砂模造型感測器10A之峰值壓力值及濕砂模造型感測器10A之位置的鑄模強度，圖之表中之「峰值壓力B」及「鑄模強度B」係濕砂模造型感測器10B之峰值壓力值及濕砂模造型感測器10B之位置的鑄模強度，顯示於所被切換之畫面的「峰值壓力C」及「鑄模強度C」係濕砂模造型感測器10C之峰值壓力值及濕砂模造型感測器10C之位置的鑄模強度，顯示於所被切換之畫面的「峰值壓力D」及「鑄模強度D」係濕砂模造型感測器10D之峰值壓力值及濕砂模造型感測器10D之位置的鑄模強度。
鑄模強度算出部18係將鑄模強度及濕砂模造型感測器之壓力之峰值(於本例中為7×4=28個部位)作圖成圖形。而且，當作業人員對式之斜率「a」及截距「b」輸入既定之值時，y=ax+b之直線被顯示。作業人員係一面確認作圖一面適當地變更斜率「a」及截距「b」之數值，當判斷為於作圖與直線存在有相關之時，決定最終之式y=ax+b。再者，作業人員所經測定鑄模強度的濕砂模若在鑄模強度不存有問題則亦可直接進行後續之步驟(模芯設置步驟、澆注步驟等)並供給至生產。再者，於上述中，雖然作業人員 輸入式之斜率「a」及截距「b」，但亦可使用電腦或PLC利用最小平方法等進行直線回歸而求出。
-步驟2
決定式y=ax+b之後，開始濕砂模之造型。開始後，係根據濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D所測定的壓力值(峰值壓力)，使用式y=ax+b自動地算出濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D之位置的鑄模強度。因此，作業人員無須另外測定鑄模強度。
再者，於本例中，利用鑄模強度計測定鑄模強度並顯示於畫面的峰值壓力及鑄模強度之數量係A、B各7個，但可根據鑄模造型裝置1之規格、所造型之濕砂模之形狀、大小等之規格、或濕砂模砂之規格而適當地進行變更。
(鑄模品質之判定方法)
其次，對藉由鑄模品質判定部19所進行之鑄模品質之判定方法進行說明。鑄模品質判定部19係從被輸入至輸入部17的鑄模強度之臨限值及鑄模強度算出部18所算出的鑄模強度而判定濕砂模之品質。
具體而言，藉由鑄模品質判定部19所進行之鑄模品質之判定係包括有兩個步驟。
-步驟1
首先，作業人員輸入所造型的濕砂模之鑄模強度之臨限值。圖11係表示於顯示部20所顯示之畫面之一例之圖。於本例中，顯示出作業人員所輸入的具體之臨限值。此處，圖之表中之「感測器A強 度正常範圍」係濕砂模造型感測器10A之位置的鑄模強度之下限值及上限值，圖之表中之「感測器B強度正常範圍」係濕砂模造型感測器10B之位置的鑄模強度之下限值及上限值，圖之表中之「感測器C強度正常範圍」係濕砂模造型感測器10C之位置的鑄模強度之下限值及上限值，圖之表中之「感測器D強度正常範圍」係濕砂模造型感測器10D之位置的鑄模強度之下限值及上限值。又，圖之表中之「鑄模強度差(Max.-Min.)異常值」係設為從濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D之壓力值所求出之作為鑄模強度之最大、最小值之差之異常值的臨限值。於本例中，濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D之位置的鑄模強度之下限值為10.0(N/cm2)，上限值為20.0(N/cm2)，設為濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D之位置的鑄模強度之最大值與最小值之差之異常值的臨限值被設定為5.0(N/cm2)。
-步驟2
藉由鑄模強度算出部18決定式y=ax+b，輸入鑄模強度之臨限值之後，開始濕砂模之造型。開始後，係從濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D所測定的壓力值(峰值壓力)自動地算出濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D之位置的鑄模強度。而且，從所輸入的鑄模強度之臨限值及所算出的鑄模強度而判定濕砂模之品質。此處，濕砂模之品質之判定係如下進行。
於本例中，將鑄模強度A、鑄模強度B、鑄模強度C及鑄模強度D之臨限值分別設定為10.0(N/cm2)以上且20.0(N/cm2)以下，將濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D之位置的鑄模強度 之最大值與最小值之差之異常臨限值設定為5.0(N/cm2)以上。因此，於濕砂模造型感測器10A之位置的鑄模強度為13.0(N/cm2)、濕砂模造型感測器10B之位置的鑄模強度為12.0(N/cm2)、濕砂模造型感測器10C之位置的鑄模強度為16.0(N/cm2)、濕砂模造型感測器10D之位置的鑄模強度為14.0(N/cm2)之情形時，鑄模強度A、鑄模強度B、鑄模強度C及鑄模強度D全部落入至臨限值，進而，鑄模強度A、B、C、D之最大值為16.0(N/cm2)，最小值為12.0(N/cm2)，最大最小之差為4.0(N/cm2)而落入至範圍內，因此鑄模品質判定部19係將鑄模品質判定為OK。
相對於此，於濕砂模造型感測器10A之位置的鑄模強度為11.0(N/cm2)、濕砂模造型感測器10B之位置的鑄模強度為17.0(N/cm2)、濕砂模造型感測器10C之位置的鑄模強度為12.0(N/cm2)、濕砂模造型感測器10D之位置的鑄模強度為16.0(N/cm2)之情形時，鑄模強度A、鑄模強度B、鑄模強度C及鑄模強度D全部落入至臨限值，但鑄模強度A、B、C、D之最大值為17.0(N/cm2)，最小值為11.0(N/cm2)，最大最小之差為6.0(N/cm2)而未落入至範圍內，因此鑄模品質判定部19係將鑄模品質判定為NG。
圖12係表示於顯示部20所顯示之畫面之一例之圖。此處，圖之表中之「峰值壓力A」、「峰值壓力B」、「峰值壓力C」及「峰值壓力D」係濕砂模造型感測器10A之峰值壓力值、濕砂模造型感測器10B之峰值壓力值、濕砂模造型感測器10C之峰值壓力值及濕砂模造型感測器10D之峰值壓力值。又，「鑄模強度A」、「鑄模強度B」、「鑄模強度C」及「鑄模強度D」係鑄模強度算出部18所算出之濕砂模造型感測器10A之位置的鑄模強度、鑄模強度算出部18所算出之 濕砂模造型感測器10B之位置的鑄模強度、鑄模強度算出部18所算出之濕砂模造型感測器10C之位置的鑄模強度及鑄模強度算出部18所算出之濕砂模造型感測器10D之位置的鑄模強度。
進而，圖之表中之「鑄模強度差(最大-最小)」係鑄模強度A、B、C、D之最大值與最小值之差，圖之表中之「判定」係藉由鑄模品質判定部19所進行之鑄模品質之判定結果。
再者，於圖12之顯示部20之畫面中，於數值為不良之情形時，顯示為框內部為影線或被著色，從而一眼便知OK(正常)與NG(不良)。
再者，所設定之鑄模強度A、鑄模強度B、鑄模強度C及鑄模強度D之臨限值及最大值與最小值之差係根據鑄模造型裝置1之規格、所造型之濕砂模之形狀、大小等之規格、鑄模之部位或濕砂模砂之規格等而適當地被決定。而且，該等之值係與模型之型號相關聯。
在本實施形態之鑄模造型裝置1中，即便所造型之濕砂模之形狀、大小等之規格產生改變，亦可每次鑄模強度算出部18算出鑄模強度，鑄模品質判定部19係從所算出的鑄模強度而判定所被造型的濕砂模之品質。
(使用鑄模造型裝置的鑄模品質之評價方法)
其次，對使用鑄模造型裝置1的鑄模品質之評價方法(濕砂模之造型方法)進行說明。圖13係表示使用第1實施形態之鑄模造型裝置1的鑄模品質之評價方法(濕砂模之造型方法)之步驟的圖。再者，於圖13中，於圖1所示之鑄模造型裝置1之擠壓頭7連結有遮板料斗 27。遮板料斗27為如下之構造：自未圖示之濕砂模砂搬送裝置投入有既定量之濕砂並暫時地被貯存之後，遮板料斗27之下部之遮板28被打開而向鑄模造型空間中投入濕砂模砂。
藉由鑄模造型裝置1所進行之濕砂模之造型係以如下之程序進行。
1.開始造型後，藉由平台9之上升而成為圖13(a)之狀態。此時，於遮板料斗27內，自未圖示之濕砂模砂搬送裝置投入有既定量之濕砂。
2.繼而，如圖13(b)所示，遮板料斗27下部之遮板28打開，而遮板料斗27內之濕砂模砂被投入至由板材2、金屬框5及盛裝框6劃分形成的鑄模造型空間。
3.繼而，如圖13(c)所示，被連結的擠壓頭7及遮板料斗27進行移動，而將擠壓板8配置於鑄模造型空間之正上方，繼而，藉由平台9之上升而對鑄模造型空間內之濕砂模砂進行擠壓(壓縮)。此時，濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D係進行測定分模面之壓力值(峰值壓力)。再者，於本步驟中造型出鑄模。此時，濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D係位於板材2的金屬框5之壁與模型3之間。
4.將分模面之壓力值(峰值壓力)發送至鑄模品質評價裝置12，而評價剛被造型的濕砂模之品質。
藉由鑄模品質評價裝置12所進行之品質評價係於表示鑄模強度與濕砂模造型感測器之壓力之峰值之關係的式y=ax+b預先被決定之後而被進行。而且，鑄模品質評價裝置12判定為OK的濕砂模係直接地流入生產線而進行後續之步驟(澆注等)。另一方 面，鑄模品質評價裝置12判定為NG的鑄模雖然仍直接地流入生產線，但不進行後續之步驟(澆注等)，而跳過該等之步驟，作為廢棄鑄模而與鑄模品質評價判斷為OK的濕砂模同樣進行模卸除。如此般，可逐框進行所造型之鑄模品質之「良」、「差」之判定，因此，可有助於每1框之鑄模品質保證。又，可於濕砂模之造型時間點判斷出不良，因此，可削減所製造之鑄件的不良。進而，可省略不必要之作業，因此，能夠削減製造成本。
5.繼而，鑄模造型裝置1中，平台9下降，盛裝框6係自金屬框5上表面分離，當平台進一步下降時，內藏有濕砂模的金屬框5係被載置於與模芯設置、澆注等之後續之步驟連結的輥式輸送機上，模型3自濕砂模被拔出而停止平台9之下降。繼而，內藏有濕砂模的金屬框5於輥式輸送機上被搬送至後續之步驟，並且朝向下一個之造型將金屬框5搬入至鑄模造型裝置1內。再者，當平台9開始下降時，於遮板28被關閉的狀態下對遮板料斗27供給既定量之濕砂模砂。
6.當搬入金屬框5而進行下一個之造型並完成向遮板料斗27的濕砂模砂供給時，所連結之擠壓頭7及遮板料斗27進行移動，於遮板料斗27配置於鑄模造型空間之正上方的狀態下，平台9上升而開始下一個濕砂模之造型。
而且，在造型步驟中所產生之壓力值資料、與壓力值相關聯的鑄模強度資料、鑄模強度算出結果及鑄模品質判定結果等係全部被記錄於鑄模品質評價裝置12之記錄部22中，因此，可利用該等之數值監視鑄模造型裝置1之運轉狀態，可有助於鑄模造型裝置1之品質管理、維護、故障處理。進而，可利用該等之數值及早 發現藉由填充不良而所發生之漏砂、鑄件之燒結附著、落砂、藉由澆鑄後之熔液壓力所引起的濕砂模膨脹等之不良原因。
進而，被記錄於記錄部22的資料係針對被安裝於板材2的每個模型而進行記錄，因此，可進行濕砂模之不良等的狀態與壓力值資料的比較研究，能夠進行臨限值之更準確的設定。
又，於本實施形態中，作業人員係根據被作圖於圖形的鑄模強度及濕砂模造型感測器之壓力之峰值，考慮式之斜率「a」及截距「b」而決定式y=ax+b，但鑄模強度算出部18亦可構成為：從鑄模強度與濕砂模造型感測器之壓力之峰值之關係，使用電腦或PLC，藉由最小平方法等進行直線回歸而自動地算出式y=ax+b。
又，於本實施形態中，於判定為所造型的濕砂模為不良的情形下，作業人員係明確地指出該濕砂模為不良的意旨，但亦可構成為判定結果自動地傳遞至後續之步驟(澆注等)的鑄造設備。於該情形時，於後續之步驟中，鑄造設備係自動地識別該濕砂模為不良並省略(跳過)步驟，最終對該濕砂模進行模卸除。
又，於本實施形態中，濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D被埋入至板材2之四角，但即便被埋入至板材2的濕砂模造型感測器之數量較少，亦可算出鑄模強度與濕砂模造型感測器之壓力之峰值的關係。於該情形時，雖然與將濕砂模造型感測器埋入至4個部位之情形相比精度有所下降，但能夠抑制成本。
於該情形時，亦可將濕砂模造型感測器埋入至圖2所示之對角線上的兩個部位10A、10B或10C、10D的位置。圖14及15係表示埋入有濕砂模造型感測器10A、10B的板材2之另一例之圖。於圖14中，兩個濕砂模造型感測器10A、10B被埋入至板材2之長邊 側且該中心部附近，於圖15中，兩個濕砂模造型感測器10A、10B被埋入至板材2之短邊側且該中心部附近。
(板材之形態)
圖16係表示板材2之另一形態之圖。圖16(a)表示被載置於載具4的板材2a及板材2b。即，板材2被分割為中央部板材2a及外周部板材2b。中央部板材2a與外周部板材2b係藉由未圖示之螺栓而被固定。
於中央部板材2a，於上表面安裝有模型3。又，於外周部板材2b埋入有濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D。中央部板材2a及外周部板材2b的形狀係考慮在鑄模造型裝置1所被造型的模型之形狀及上述之濕砂模造型感測器之位置而成者，中央部板材2a與外周部板材2b的接合部之形狀被進行通用化，於變更在鑄模造型裝置1所造型的模型時，換載安裝有模型3的中央部板材2a即可。
圖16(b)表示中央部板材2a之裝卸之狀態。若解除未圖示的螺栓連結而僅卸除安裝有模型3的中央部板材2a並安裝設置有其他模型的中央板材，則可於不對濕砂模造型感測器造成影響的情況下容易地進行模型之交換。
如此般，根據第1實施形態之鑄模造型裝置，濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D係測定於濕砂模之造型時對形成於鑄模造型空間內之由濕砂模砂所形成的上模(或下模)與板材2的接合部分即分模面所施加的壓力值(峰值壓力)。然後，鑄模品質評價裝置12之鑄模強度算出部18係從預先所測定的鑄模強度與濕砂 模造型感測器10A、10B、10C、10D之壓力之峰值的相關關係，針對所造型的濕砂模，從濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D所測定的壓力值(峰值壓力)而算出鑄模強度。然後，鑄模品質評價裝置12之鑄模強度算出部18係從預先所設定的鑄模強度之臨限值及鑄模強度算出部18所算出的鑄模強度而判定濕砂模之品質。藉此，可於不利用鑄模強度計進行測定之情況下，個別地算出所被造型的濕砂模之鑄模強度並進而對濕砂模之品質進行評價。
又，根據第1實施形態之鑄模造型裝置，鑄模品質評價裝置12判定為NG的濕砂模係不進行後續之步驟(澆注等)而作為廢棄鑄模進行模卸除，因此，能夠削減所製造之濕砂模的不良。進而，可省略無用之作業，因此，能夠削減製造成本。
又，根據第1實施形態之鑄模造型裝置，可逐框進行所被造型的鑄模品質之「良」、「差」之判定，因此，可連結到每1框之鑄模品質保證。
又，根據第1實施形態之鑄模造型裝置，於造型步驟中所發生的壓力值資料、與壓力值相關聯的鑄模強度資料、鑄模強度算出結果及鑄模品質判定結果係全部被記錄於鑄模品質評價裝置12之記錄部22，因此，可利用該等之數值進行監視鑄模造型裝置1之運轉狀態，而可有助於鑄模造型裝置1之品質管理、維護、故障處理。進而，可利用該等之數值及早發現藉由填充不良而所發生之漏砂、鑄件之燒結附著、落砂、藉由澆鑄後之熔液壓力所引起的濕砂模膨脹等之不良原因。
進而，根據第1實施形態之鑄模造型裝置，被記錄於記錄部22的資料係針對安裝於板材2的每個模型進行記錄，因此， 可進行濕砂模之不良等之狀態與壓力值資料的比較研究，而可進行臨限值之更準確的設定。
(第2實施形態)
其次，對本發明之鑄模造型裝置、鑄模品質評價裝置及鑄模品質評價方法之第2實施形態進行說明。再者，於以下所說明之第2實施形態中，對與第1實施形態共通的構成，於圖中標附相同符號並省略其之說明。於第2實施形態中，使用無框造型機而非附框造型機。
參照隨附圖式對第2實施形態進行說明。圖17係表示第2實施形態之鑄模造型裝置之構造之概略的圖，圖18係表示在鑄模造型裝置之中評價鑄模品質的部分之構成的圖。本實施形態之鑄模造型裝置係造型出濕砂模之後將濕砂模自鑄框拔出的無框造型機。
鑄模造型裝置29係具備有於上下表面安裝有模型3的板材2、往返台車30、上框(金屬框)31、下框(金屬框)32、上擠壓板33、下擠壓板34、被埋入至板材2之上表面的濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D、被埋入至板材2之下表面的濕砂模造型感測器10E、10F、10G、10H、配線11及鑄模品質評價裝置12。再者，於圖18中表示自鑄模造型裝置29之板材2的上側進行觀察板材2、被安裝於上表面的模型3、往返台車30及濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D的情況。再者，濕砂模造型感測器10E、10F、10G、10H由於被埋入至板材2之下表面故而未示於圖18中。
板材2係將用以將鑄件之形狀造型為濕砂模的模型3 安裝於板材之上下兩側，呈矩形狀。於往返台車30載置有板材2，並配合步驟而往返於鑄模造型裝置29之中與外部。上框31為了對濕砂模之上模進行造型而於其中填充有濕砂模砂。即，於以上框31、上擠壓板33及板材2所包圍的鑄模造型空間中填充有濕砂模砂。下框32為了對濕砂模之下模進行造型而於其中填充有濕砂模砂。即，於以下框32、下擠壓板34及板材2所包圍的鑄模造型空間中填充有濕砂模砂。板材2係構成利用鑄模造型裝置29進行濕砂模造型時由藉由上框31或下框32所劃分形成的造型空間之邊界之一部分的構件。
藉由鑄模造型裝置29所進行之濕砂模砂之填充係使用利用空氣流的吹氣方式。吹氣方式係藉由自上下框31、32之濕砂模砂吹入口35、35對板材2之上下表面吹入濕砂模砂而填充濕砂模砂的方式。
上擠壓板33及下擠壓板34係藉由未圖示之缸筒進行動作，將填充至上框31的濕砂模砂及填充至下框32的濕砂模砂進行壓實而壓縮，藉此同時地造型出上下濕砂模。
(濕砂模造型感測器)
濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D及10E、10F、10G、10H係於濕砂模之造型時對施加於分模面的壓力值(峰值壓力)進行測定，該分模面係由形成於上框31內的濕砂模砂所成的上模及由形成於下框32內的濕砂模砂所成的下模而與板材2的接合部分。濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D及10E、10F、10G、10H係壓力感測器。於本實施形態中，濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D 及10E、10F、10G、10H係被埋入至板材2之上下表面四角。將濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D及10E、10F、10G、10H以如此般之方式埋入的理由係與於第1實施形態中所說明之理由相同。
而且，濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D及10E、10F、10G、10H係測定壓力的受壓面為露出於板材2之上表面及下表面，測定施加於板材2之上下分模面的壓力值(峰值壓力)。此時，較理想為濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D及10E、10F、10G、10H之受壓面與板材2之上下表面無階差且處於同一平面狀態。藉此，能夠測定準確之壓力。
配線11係將濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D及10E、10F、10G、10H與鑄模品質評價裝置12連接。於本實施形態中，濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D及10E、10F、10G、10H與鑄模品質評價裝置12係雖然經由配線11而以有線進行連接，但亦可以無線進行連接。例如，可使用無線LAN、Bluetooth等之無線通訊將濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D及10E、10F、10G、10H所檢測出的壓力值(壓力值資料)發送至鑄模品質評價裝置12。
鑄模品質評價裝置12係從濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D及10E、10F、10G、10H所測定的壓力值(壓力值資料)，評價藉由鑄模造型裝置29所造型的濕砂模之品質。鑄模品質評價裝置12係具備有接收部15、放大部16、輸入部17、鑄模強度算出部18、鑄模品質判定部19、顯示部20、發送部21及記錄部22。
接收部15係接收濕砂模造型感測器10A、1OB、10C、10D及10E、10F、10G、10H所測定的壓力值(壓力值資料)。放大部16係將所接收的壓力值(壓力值資料)之信號量放大。輸入部17係輸 入對所造型的濕砂模以鑄模強度計所測定的鑄模強度、式y=ax+b之斜率「a」及截距「b」之值、及所造型之濕砂模之鑄模強度之臨限值等。
鑄模強度算出部18係從被輸入至輸入部17的鑄模強度及濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D及10E、10F、10G、10H所測定的壓力值(峰值壓力)，藉由上述測定值與鑄模強度之關係式對濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D及10E、10F、10G、10H所測定的每個壓力值(峰值壓力)而算出鑄模強度。
鑄模品質判定部19係從被輸入至輸入部17的鑄模強度之臨限值及所算出的鑄模強度而判定所造型的濕砂模之品質。顯示部20係將濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D及10E、10F、10G、10H所測定的壓力值(峰值壓力)、藉由作業人員利用輸入部17所輸入的鑄模強度與壓力值(峰值壓力)之關係式y=ax+b之斜率「a」及截距「b」之值、藉由作業人員所被輸入之所造型的濕砂模之鑄模強度之臨限值、鑄模強度算出結果及鑄模品質判定結果等顯示於畫面。
發送部21向警示燈23等發送NG判定資料。記錄部22係記錄壓力值資料、與壓力值相關聯的鑄模強度資料、鑄模強度算出結果及鑄模品質判定結果等。
(使用鑄模造型裝置的鑄模品質之評價方法)
其次，對使用鑄模造型裝置29的鑄模品質之評價方法(濕砂模之造型方法)進行說明。圖19係表示使用第2實施形態之鑄模造型裝置29的鑄模品質之評價方法(濕砂模之造型方法)之步驟的圖。再 者，圖19中，與圖17所示之鑄模造型裝置29相鄰有砂槽36。砂槽36係如下者：自未圖示之濕砂模砂搬送裝置投入既定量之濕砂模砂，並暫時地被貯存之後，將投入孔關閉，並對砂槽36內供給壓縮空氣後，經由上下鑄框31、32之濕砂模砂吹入口35、35向上下鑄模造型空間吹入濕砂模砂而進行填充。
藉由鑄模造型裝置29所進行之濕砂模之造型係以如下程序進行。
1.開始造型後，載置有板材2的往返台車30自圖19(a)之狀態移動至上框31與下框32之間，該板材2係被安裝有模型3、3並被埋入有濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D及10E、10F、10G、10H。
2.繼而，下擠壓板34及下框32上升，將板材2自往返台車30抬起，而被設定為圖19(b)之狀態後，對砂槽36供給壓縮空氣，經由上下鑄框31、32之濕砂模砂吹入口35、35向上下鑄模造型空間吹入濕砂模砂而進行填充。
3.繼而，上下擠壓板33、34係藉由未圖示之缸筒之動作對上下鑄框31、32內之濕砂模砂進行擠壓(壓縮)而成為圖19(c)之狀態。此時，濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D及10E、10F、10G、10H對分模面之壓力值(峰值壓力)進行測定。再者，於本步驟中造型出濕砂模。此時，濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D及10E、10F、10G、10H係位於板材2之上下鑄框31、32之壁與模型3之間。此時，所測定的壓力值(峰值壓力)係被發送至鑄模品質評價裝置12而對剛被造型的濕砂模之品質進行評價。
藉由鑄模品質評價裝置12所進行之品質評價係表示鑄模強度與濕砂模造型感測器之壓力之峰值之關係的式y=ax+b預 先被決定之後而被進行。而且，鑄模品質評價裝置12判定為OK的濕砂模係直接地流入生產線而進行後續之步驟(澆注等)。另一方面，鑄模品質評價裝置12判定為NG的濕砂模雖然仍直接地流入生產線，但不進行後續之步驟(澆注等)，跳過該等之步驟而作為廢棄鑄模而與鑄模品質評價判斷為OK的濕砂模同樣進行模卸除。
4.繼而，下擠壓板34及下框32下降，使板材2載置於往返台車30上之後，成為模型3、3自上下濕砂模被脫模的狀態。繼而，往返台車30移動至圖19(a)之位置，當下擠壓板34及下框32再次上升時，上框31與下框32對合而進行上下濕砂模之合模。此時，上下濕砂模係成為被上擠壓板33與下擠壓板34夾住之狀態。使上擠壓板33及下擠壓板34自該狀態下降之後，將已合模的上下濕砂模自上框31及下框32拔下，而成為圖19(d)之狀態。
5.被合模的上下濕砂模係自鑄模造型裝置29搬送至後續步驟之生產線。
而且，在造型步驟中所發生的壓力值資料、與壓力值相關聯的鑄模強度資料、鑄模強度算出結果及鑄模品質判定結果等係全部被記錄於鑄模品質評價裝置12之記錄部22，因此可利用該等之數值監視鑄模造型裝置29之運轉狀態，可有助於鑄模造型裝置29之品質管理、維護、故障處理。進而，可利用該等之數值及早發現藉由填充不良而所發生之漏砂、鑄件之燒結附著、落砂、藉由澆鑄後之熔液壓力所引起的濕砂模膨脹等之不良原因。
又，於本實施形態中，濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D及10E、10F、10G、10H係被埋入至板材2之上下表面之上框31及下框32附近之四角，但即便被埋入至板材2之濕砂模造型 感測器之數量較少，亦可算出鑄模強度與濕砂模造型感測器之壓力之峰值的關係。於該情形時，與將濕砂模造型感測器埋入至4個部位之情形相比，精度有所下降，但能夠抑制成本。
於該情形時，亦可設為圖18所示之板材2上表面之對角線上之兩個部位10A、10B或者10C、10D或板材2下表面之對角線上之兩個部位10E、10F或者10G、10H。圖20及21係表示於板材2上表面埋入有濕砂模造型感測器10A、10B之另一例之圖。於圖20中，兩個濕砂模造型感測器10A、10B係被埋入至板材2之長邊側且該中心部附近，於圖21中，兩個濕砂模造型感測器10A、10B係被埋入至板材2之短邊側且該中心部附近。在板材2之下表面，亦可以相同之狀態配置造型感測器10E、10F。藉由該等之造型感測器之配置，能夠掌握因濕砂模砂吹入口35、35之附近及遠處或者濕砂模砂吹入口35、35之左右所產生的填充量之偏差等。
(板材之形態)
圖22表示於上下表面被安裝有模型3的板材2之另一形態。圖22(a)表示載置於往返台車30的板材2a及板材2b。即，板材2係被分割為中央部板材2a與外周部板材2b。中央部板材2a與外周部板材2b係藉由未圖示之螺栓而固定。
於中央部板材2a，於上下表面安裝有模型3。又，於外周部板材2b，於上表面埋入有濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D，於下表面埋入有濕砂模造型感測器10E、10F、10G、10H。中央部板材2a及外周部板材2b的形狀係考慮在鑄模造型裝置29所被造型的模型之形狀及上述之濕砂模造型感測器之位置而成者，且中 央部板材2a及外周部板材2b的接合部之形狀被進行通用化，於變更在鑄模造型裝置29所造型的模型時，換載安裝有模型3、3的中央部板材2a即可。
圖22(b)表示中央部板材2a之裝卸之狀態。若解除未圖示的螺栓連結而僅卸除安裝有模型的中央部板材2a並安裝設置有其他模型的中央板材，則可於不對濕砂模造型感測器造成影響的情況下容易地進行模型之交換。
如此般，根據第2實施形態之鑄模造型裝置，濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D及10E、10F、10G、10H係於濕砂模之造型時對施加於分模面的壓力值(峰值壓力)進行測定，該分模面係由形成於上框31內的濕砂模砂所成的上模及由形成於下框32內的濕砂模砂所成的下模而與板材2的接合部分。然後，鑄模品質評價裝置12之鑄模強度算出部18係從預先所測定的鑄模強度與濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D及10E、10F、10G、10H之壓力之峰值的相關關係，針對之後所造型的濕砂模，從濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D及10E、10F、10G、10H所測定的壓力值(峰值壓力)而算出鑄模強度。然後，鑄模品質評價裝置12之鑄模強度算出部18係從預先所設定的鑄模強度之臨限值及鑄模強度算出部18所算出的鑄模強度而判定鑄模之品質。藉此，可於不利用鑄模強度計進行測定之情況下，個別地算出所被造型的濕砂模之鑄模強度並進而對濕砂模之品質進行評價。
又，根據第2實施形態之鑄模造型裝置，鑄模品質評價裝置12判定為NG的濕砂模係不進行後續之步驟(澆注等)而作為廢棄鑄模進行模卸除，因此，能夠削減所製造之濕砂模的不良。進 而，可省略無用之作業，因此，能夠削減製造成本。
又，根據第2實施形態之鑄模造型裝置，可逐框進行所被造型的鑄模品質之「良」、「差」之判定，因此，可連結到每1框之鑄模品質保證。
又，根據第2實施形態之鑄模造型裝置，於造型步驟中所發生之壓力值資料、與壓力值相關聯的鑄模強度資料、鑄模強度算出結果及鑄模品質判定結果係全部被記錄於鑄模品質評價裝置12之記錄部22，因此，可利用該等之數值進行監視鑄模造型裝置29之運轉狀態，而可有助於鑄模造型裝置29之品質管理、維護、故障處理。進而，可利用該等之數值及早發現藉由填充不良而所發生之漏砂、鑄件之燒結附著、落砂、藉由澆鑄後之熔液壓力所引起的濕砂模膨脹等之不良原因。
(變化例)
於第1及第2實施形態中，鑄模品質評價裝置12係從所測定的鑄模強度及濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D(及10E、10F、10G、10H)所測定的壓力值(峰值壓力)求出鑄模強度與壓力值(峰值壓力)之關係後，另外從濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D(及10E、10F、10G、10H)所測定的壓力值(峰值壓力)而算出鑄模強度。而且，從預先所設定的鑄模強度之臨限值及所算出的鑄模強度而判定所造型的濕砂模之品質。
除此以外，亦可藉由將鑄模品質評價裝置12所判定的結果反饋至混練機，而正確地控制注入至混練機內的水之量。例如，濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D(及10E、10F、10G、 10H)所測定的壓力值(峰值壓力)極低，結果在鑄模強度極低的情形下，鑄模品質評價裝置12係判斷該理由為因砂未被徹底地填充至鑄框內，其原因係為濕砂模砂之CB(compactability，壓實性)值較高，而指示混練機減少所注入的水之量，藉此可消除濕砂模砂之填充不良。
進而，亦可藉由將鑄模品質評價裝置12所判定的結果及濕砂模砂自動計測系統等針對濕砂模砂之壓縮強度進行測定而所評價的結果反饋至混練機，而控制投入至混練機內的添加材料、水分等之量。例如，可從濕砂模砂自動計測系統所測定的濕砂模砂之壓縮強度、通氣度、壓實度值、水分值等之濕砂模砂之特性及濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D(及10E、10F、10G、10H)所測定的壓力值(峰值壓力)及其分佈，進行濕砂模砂之流動性等之評價，可藉由改變混練時所投入的添加材料、水分等之量，消除鑄模不良。
進而，於第1及第2實施形態中，鑄模品質評價裝置12係將所測定的鑄模強度及濕砂模造型感測器10A、10B、10C、10D(及10E、10F、10G、10H)所測定的壓力值(峰值壓力)換算成鑄模強度，藉由該鑄模強度而判定所造型的濕砂模之品質，但由於已判明壓力值(峰值壓力)與鑄模強度之間存在有相關關係，故而亦可於不進行對鑄模強度的換算之情況下從壓力值(峰值壓力)直接判定濕砂模之品質。上述第1、第2實施形態係於板材上設置有兩個以上的壓力感測器之例，但於本發明中，亦可設為於板材上設置1個壓力感測器的構成。於該情形時，安裝壓力感測器的位置較理想為板材之模型之附近。又，於如此般壓力感測器為1個的情形下，由於1個壓力感 測器之輸出亦表示相關於鑄模之既定之位置之鑄模強度的值，故而精度下降，但亦可以該值進行鑄模品質之評價。
以上，對本發明之各種實施形態進行了說明，但上述說明並不限定本發明，於本發明之技術範圍內被考慮包含有構成要素之削除、追加、置換的各種變化例。

Claims (15)

  1. 一種鑄模造型裝置，其特徵在於，其具備有：濕砂模造型感測器，其於濕砂模之造型時對在被放入至鑄模造型空間內的濕砂模砂與安裝有模型的板材之接合部分所施加的壓力值進行測定；及鑄模品質評價裝置，其從上述壓力值對所造型的濕砂模之品質進行評價。
  2. 如請求項1之鑄模造型裝置，其中，上述鑄模品質評價裝置具備有鑄模強度算出部，其基於上述壓力值與測定有上述壓力值的濕砂模之鑄模強度的關係，從上述壓力值算出濕砂模之鑄模強度。
  3. 如請求項2之鑄模造型裝置，其中，上述鑄模品質評價裝置具備有鑄模品質判定部，其從所算出的鑄模強度，基於既定之臨限值對所造型的濕砂模之品質進行判定。
  4. 如請求項2或3之鑄模造型裝置，其中，上述鑄模強度算出部算出未進行測定上述鑄模強度的濕砂模之鑄模強度。
  5. 如請求項2至4中任一項之鑄模造型裝置，其中，上述鑄模品質評價裝置進而具備有顯示手段，其顯示在上述鑄模強度算出部所算出的上述壓力值與測定有上述壓力值的濕砂模之鑄模強度的關係。
  6. 如請求項1至5中任一項之鑄模造型裝置，其中，上述鑄模品質評價裝置進而具備有記錄手段，其記錄於濕砂模之造型時所發生的壓力值資料、與壓力值相關聯的鑄模強度資料、鑄模強度之算出結果及鑄模品質之判定結果。
  7. 如請求項1至6中任一項之鑄模造型裝置，其中，自上述濕砂模造型感測器向上述鑄模品質評價裝置的壓力值之發送係利用無線 通訊來進行。
  8. 如請求項1至7中任一項之鑄模造型裝置，其中，上述鑄模造型裝置係無框造型機或附框造型機。
  9. 如請求項1至8中任一項之鑄模造型裝置，其中，上述板材係被設為矩形狀，設置有複數個上述濕砂模造型感測器，該等壓力感測器係被埋入至上述板材之四角。
  10. 一種鑄模品質評價裝置，其特徵在於：於濕砂模之造型時從在被放入至鑄模造型空間內的濕砂模砂與安裝有模型的板材之接合部分所施加的壓力值評價所造型的濕砂模之品質。
  11. 如請求項10之鑄模品質評價裝置，其中，上述鑄模品質評價裝置具備有鑄模強度算出部，其基於上述壓力值與測定有上述壓力值的濕砂模之鑄模強度的關係，從上述壓力值算出濕砂模之鑄模強度。
  12. 如請求項11之鑄模品質評價裝置，其中，上述鑄模品質評價裝置具備有鑄模品質判定部，其從所算出的鑄模強度，基於既定之臨限值對所造型的濕砂模之品質進行判定。
  13. 一種鑄模品質評價方法，其特徵在於，其包含有：於濕砂模之造型時對在被放入至鑄模造型空間內的濕砂模砂與安裝有模型的板材之接合部分所施加的壓力值進行測定，從上述壓力值評價所造型的濕砂模之品質。
  14. 如請求項13之鑄模品質評價方法，其中，對上述濕砂模之品質進行評價包含有：基於上述壓力值與測定有上述壓力值的濕砂模之鑄模強度的關係，從上述壓力值算出濕砂模之鑄模強度。
  15. 如請求項14之鑄模品質評價方法，其中，對上述濕砂模之品 質進行評價包含有：從所算出的鑄模強度，基於既定之臨限值對所造型的濕砂模之品質進行判定。
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