特開 2015-223601 自硬性鋳型造型装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-223601(P2015-223601A)

(43)【公開日】2015年12月14日

(54)【発明の名称】自硬性鋳型造型装置

(51)【国際特許分類】

   B22C 19/04 20060101AFI20151117BHJP

   B22C 13/00 20060101ALI20151117BHJP

   B22C 15/24 20060101ALI20151117BHJP

【ＦＩ】

   B22C19/04

   B22C13/00

   B22C15/24 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2014-109306(P2014-109306)

(22)【出願日】2014年5月27日

(71)【出願人】

【識別番号】000191009

【氏名又は名称】新東工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100076473

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 昭夫

(74)【代理人】

【識別番号】100112900

【弁理士】

【氏名又は名称】江間 路子

(74)【代理人】

【識別番号】100136995

【弁理士】

【氏名又は名称】上田 千織

(74)【代理人】

【識別番号】100163164

【弁理士】

【氏名又は名称】安藤 敏之

(72)【発明者】

【氏名】青木 之典

【テーマコード（参考）】

4E094

【Ｆターム（参考）】

4E094AA22

4E094AA27

4E094AA83

4E094CC12

4E094CC14

4E094DD03

(57)【要約】

【課題】ティーチング時に記憶した記憶データに基づき、造型作業を正確に再現することができる自硬性鋳型造型装置を提供する。
【解決手段】ティーチング記憶手段は、手動によりコンベヤアーム１及び混練アーム２を動かして混練した自硬性鋳物砂を吐出口から鋳枠内に投入するティーチング動作を行なったとき、第１パルス発生器１４、第１軸検出器１８、第２パルス発生器２４、第２軸検出器２８からの信号に基づき収集したティーチングデータを、自硬性鋳型の造型作業のシーケンス制御プログラムとして記憶部３５に記憶する。造型プレイバック手段は、記憶部３５からシーケンス制御プログラムのデータを読み出し、データに基づき第１旋回モータ１２、第２旋回モータ２２を駆動制御して、コンベヤアーム１及び混練アーム２を旋回させ、混練アーム２の吐出口２７から自硬性鋳物砂を鋳枠内に投入して造型作業を再現する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

鋳物砂に硬化剤、粘結剤を添加して混練した自硬性鋳物砂を、鋳枠内に投入して充填し、該自硬性鋳物砂を硬化させ、鋳型を造型する自硬性鋳型造型装置において、
鋳物砂を搬送するコンベヤをアーム部内に有し旋回軸の回りで回動可能に支持されたコンベヤアームと、
該コンベヤアームを旋回駆動する第１旋回モータと、
該第１旋回モータの回転に応じたパルスを発生させる第１パルス発生器と、
該コンベヤアームの旋回時に旋回角度を示す角度信号を発生する複数の検出スイッチを有した第１軸検出器と、
該コンベヤアームの先端部に旋回軸の回りで回動可能に取り付けられ、該コンベヤアーム内のコンベヤにより搬送された鋳物砂を導入し硬化剤、粘結剤とともに該鋳物砂を混練しながら先端部に送り、先端部に設けた吐出口から混練した自硬性鋳物砂を吐出する混練アームと、
該混練アームを該コンベヤアームに対し旋回駆動する第２旋回モータと、
該第２旋回モータの回転に応じたパルスを発生させる第２パルス発生器と、
該混練アームの旋回時に旋回角度を示す角度信号を発生する複数の検出スイッチを有した第２軸検出器と、
手動により該コンベヤアーム及び該混練アームを動かして混練した自硬性鋳物砂を吐出口から鋳枠内に投入するティーチング動作を行なったとき、該第１パルス発生器、該第１軸検出器、該第２パルス発生器、該第２軸検出器からの信号に基づき作成したティーチングデータを、自硬性鋳型の造型作業のシーケンス制御プログラムとして記憶部に記憶するティーチング記憶手段と、
該記憶部から該シーケンス制御プログラムのデータを読み出し、該データに基づき該第１旋回モータと第２旋回モータを駆動制御して、自硬性鋳型の造型作業を実行させる造型プレイバック手段と、
を備え、該ティーチング記憶手段または造型プレイバック手段は、該第１軸検出器及び第２軸検出器から出力される角度検出信号の発生を基点に、該第１パルス発生器または第２パルス発生器から出力されるパルス信号に応じた回転角度データをカウントし、ティーチング記憶動作または造型プレイバック動作を行なうことを特徴とする自硬性鋳型造型装置。

【請求項2】

前記コンベヤアームの旋回時に旋回角度を示す角度信号を発生する第１軸検出器の複数の検出スイッチ、及び混練アームの旋回時に旋回角度を示す角度信号を発生する第２軸検出器の複数の検出スイッチは、少なくとも１つが、前記鋳枠の中央に前記混練アーム先端の吐出口が移動したとき、角度信号を発生するように配置されたことを特徴とする請求項１記載の自硬性鋳型造型装置。

【請求項3】

前記鋳枠には、該鋳枠を振動させる振動テーブルが設けられ、上記混練アーム先端の吐出口から上記自硬性鋳物砂を投入した状態で、ティーチング操作時または造型プレイバック動作時に、該振動テーブルを動作させて、自硬性鋳物砂の細密充填を行なうことを特徴とする請求項１記載の自硬性鋳型造型装置。

【請求項4】

前記ティーチング記憶手段は、ティーチング時、前記第１パルス発生器、第１軸検出器、第２パルス発生器、及び第２軸検出器からの信号に基づき、該吐出口の移動位置のティーチング極座標データを、造型作業のシーケンス制御プログラムとして前記記憶部に記憶し、
造型プレイバック時には、該記憶部に記憶された該吐出口の該ティーチング極座標データに基づき、造型作業が再現されることを特徴とする請求項１記載の自硬性鋳型造型装置。

【請求項5】

前記コンベヤアームと混練アームは水平面上で旋回可能に軸支されて水平２軸回動機構を構成し、該水平２軸回動機構の動作によって該混練アーム先端の吐出口が移動する範囲の上記鋳枠内においてＸＹ座標が設定され、
前記吐出口の移動位置のティーチング極座標データは、該ＸＹ座標データに変換されて表示手段に出力され、該吐出口の移動位置が座標表示されることを特徴とする請求項４記載の自硬性鋳型造型装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自硬性鋳物砂を鋳枠内に充填して鋳型を製造する自硬性鋳型造型装置に関する。

【背景技術】

【0002】

鋳物砂に硬化剤、粘結剤を添加して混練した自硬性鋳物砂を、鋳枠内に落下させて充填し、乾燥工程を経ることなく、鋳物砂を硬化させ、鋳型を造型する自硬性鋳型造型装置が知られている。

【0003】

このような自硬性鋳型を製造する自硬性鋳型造型装置を使用して比較的大型の鋳型を造型する場合、模型を入れた鋳枠内に、混練した自硬性鋳物砂を単純に投入した状態では、自硬性鋳物砂が模型の隅々まで均一に充填することができず、空洞などが発生し、鋳型を正確に造型することができない。

【0004】

そのため、自硬性鋳型造型装置を使用して比較的大型の鋳型を造型する場合には、熟練技術者が造型装置を操作して鋳物砂の吐出口を鋳枠上で適正に移動させ且つ鋳物砂をならしながら、自硬性鋳物砂を模型の隅々まで均一に充填するようにして、鋳型の造型が行なわれる。このため、この種の自硬性鋳型造型装置を使用して比較的大型の鋳型を造型する場合、熟練技術者が必須条件となり、熟練技術者が不足する多くの企業においては、充分な生産量で広く実施することが難しい。

【0005】

そこで、従来、下記特許文献１において、自動運転が可能な自硬性鋳型造型機が提案されている。この従来の自硬性鋳型造型機は、自硬性鋳物砂の混練供給用の第１アーム及び第２アームが駆動系のサーボモータにより制御にされて回転可能に設けられ、使用に際しては、先ず、駆動系を使用せずに、熟練技術者がアームを手動で動かしながら、鋳枠内に鋳物砂を投入し、その動きを、アームに取り付けたロータリエンコーダから発生するパルスをカウントして、アームの回転角度を示すパルス数を記憶装置に記憶する。

【0006】

そして、自動運転時には、記憶装置からアームの回転角度を示すパルス数データを読み出し、当該データに基づき、サーボモータを駆動制御して、第１アーム及び第２アームを自動で回転させながら、第２アームの先端に設けた吐出口から自硬性鋳物砂を鋳枠内に投入する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開平４−９４８３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかし、従来のこの自硬性鋳型造型機は、最初に熟練技術者が手動で造型作業を実施した際に記憶したデータに基づき、第１アームや第２アームを駆動して、造型作業を再現するように、自動制御で鋳型造型機を運転した場合、使用する再現用のデータは、単純にパルス数をカウントしたデータのみであるため、第１アームや第２アームの駆動部において、駆動用モータの電圧変動、或いは機械的駆動系の潤滑油の粘性の変化などに伴う摩擦抵抗の変化などによって、第２アームの先端に設けた吐出口の位置制御に誤差が生じる。つまり、第１アームや第２アームの駆動部において、駆動用モータの電源電圧の変化や潤滑油の粘性変化による摩擦抵抗の変化があると、仮に同じ時間に同じ指令信号を駆動用モータのサーボ系に供給したとしても、吐出口の位置制御に誤差が生じることとなる。

【0009】

このような自動制御によって移動する吐出口の位置制御の誤差は、アームの回動ごとに累積され、当該誤差が増大すると、自動制御される吐出口の位置が鋳枠の外にずれることもあって、熟練技術者の行なった手動による造型作業を、正確に再現できないばかりでなく、鋳型の造型作業そのものの実施ができない課題があった。

【0010】

本発明は、上述の課題を解決するものであり、ティーチング時に記憶した記憶データに基づき、造型作業を正確に再現することができる自硬性鋳型造型装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明に係る自硬性鋳型造型装置は、
鋳物砂に硬化剤、粘結剤を添加して混練した自硬性鋳物砂を、鋳枠内に投入して充填し、該自硬性鋳物砂を硬化させ、鋳型を造型する自硬性鋳型造型装置において、
鋳物砂を搬送するコンベヤをアーム部内に有し旋回軸の回りで回動可能に支持されたコンベヤアームと、
該コンベヤアームを旋回駆動する第１旋回モータと、
該第１旋回モータの回転に応じたパルスを発生させる第１パルス発生器と、
該コンベヤアームの旋回時に旋回角度を示す角度信号を発生する複数の検出スイッチを有した第１軸検出器と、
該コンベヤアームの先端部に旋回軸の回りで回動可能に取り付けられ、該コンベヤアーム内のコンベヤにより搬送された鋳物砂を導入し硬化剤、粘結剤とともに該鋳物砂を混練しながら先端部に送り、先端部に設けた吐出口から混練した自硬性鋳物砂を吐出する混練アームと、
該混練アームを該コンベヤアームに対し旋回駆動する第２旋回モータと、
該第２旋回モータの回転に応じたパルスを発生させる第２パルス発生器と、
該混練アームの旋回時に旋回角度を示す角度信号を発生する複数の検出スイッチを有した第２軸検出器と、
手動により該コンベヤアーム及び該混練アームを動かして混練した自硬性鋳物砂を吐出口から鋳枠内に投入するティーチング動作を行なったとき、該第１パルス発生器、該第１軸検出器、該第２パルス発生器、該第２軸検出器からの信号に基づき収集したティーチングデータを、自硬性鋳型の造型作業のシーケンス制御プログラムとして記憶部に記憶するティーチング記憶手段と、
該記憶部から該シーケンス制御プログラムのデータを読み出し、該データに基づき該第１旋回モータと第２旋回モータを駆動制御して、自硬性鋳型の造型作業を実行させる造型プレイバック手段と、
を備え、該ティーチング記憶手段または造型プレイバック手段は、該第１軸検出器及び第２軸検出器から出力される角度検出信号の発生を基点に、該第１パルス発生器または第２パルス発生器から出力されるパルス信号に応じた回転角度データをカウントし、ティーチング記憶動作または造型プレイバック動作を行なうことを特徴とする。

【0012】

この発明によれば、第１軸検出器及び第２軸検出器から出力される角度検出信号の発生を基点に、第１パルス発生器または第２パルス発生器から出力されるパルス信号に応じた回転角度データをカウントし、ティーチング記憶動作または造型プレイバック動作を行なうため、コンベヤアームまたは混練アームが旋回して吐出口が移動し、第１軸検出器または第２軸検出器から出力される角度検出信号の発生ごとに、第１パルス発生器または第２パルス発生器から出力されるパルス信号に応じた回転角度データが補正されることとなり、従来のように吐出口の位置制御の誤差がアームの回動ごとに累積されることはなく、ティーチング時に記憶した記憶データに基づき、造型作業を正確且つ適正に再現することができる。

【0013】

ここで、上記コンベヤアームの旋回時に旋回角度を示す角度信号を発生する第１軸検出器の複数の検出スイッチ、及び混練アームの旋回時に旋回角度を示す角度信号を発生する第２軸検出器の複数の検出スイッチは、少なくとも１つが、前記鋳枠の中央に前記混練アーム先端の吐出口が移動したとき、角度信号を発生するように配置することが好ましい。これによれば、自硬性鋳物砂の投入時に、混練アーム先端の吐出口が通過する頻度の高い鋳枠内の中央部で、第１パルス発生器または第２パルス発生器から出力されるパルス信号に基づく回転角度データが高い頻度で補正され、造型作業を一層正確に再現することができる。

【0014】

また、ここで、上記鋳枠には、該鋳枠を振動させる振動テーブルが設けられ、上記混練アーム先端の吐出口から上記自硬性鋳物砂を投入した状態で、ティーチング操作時または造型プレイバック動作時に、該振動テーブルを動作させて、自硬性鋳物砂の細密充填を行なうように構成することができる。

【0015】

またここで、前記ティーチング記憶手段は、ティーチング時、前記第１パルス発生器、第１軸検出器、第２パルス発生器、及び第２軸検出器からの信号に基づき、該吐出口の移動位置のティーチング極座標データを、造型作業のシーケンス制御プログラムとして前記記憶部に記憶し、造型プレイバック時には、該記憶部に記憶された該吐出口の該ティーチング極座標データに基づき、造型作業が再現されるように構成することができる。これによれば、造型プレイバック作業を正確に且つ適正に再現することができる。

【0016】

またここで、前記コンベヤアームと混練アームは水平面上で旋回可能に軸支されて水平２軸回動機構を構成し、該水平２軸回動機構の動作によって該混練アーム先端の吐出口が移動する範囲の上記鋳枠内においてＸＹ座標が設定され、前記吐出口の移動位置のティーチング極座標データは、該ＸＹ座標データに変換されて表示手段に出力され、該吐出口の移動位置が座標表示されるように構成することができる。

【0017】

これによれば、制御操作盤などのディスプレイに表示したＸＹ座標上に、上記ＸＹ座標データに基づき、吐出口の移動軌跡をグラフィック表示することができ、作業者は、そのグラフィック表示を見ながら、造型作業のティーチング時または再現時の吐出口の動きを、視覚によって容易に認識することができる。

【0018】

ここで、上記表示手段として、ＬＣＤディスプレイ或いは入力機能を備えたタッチパネルディスプレイを使用することができる。

【発明の効果】

【0019】

本発明の自硬性鋳型造型装置によれば、ティーチング時に記憶した記憶データに基づき、造型作業を正確に且つ適正に再現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の一実施形態を示す自硬性鋳型造型装置の概略構成正面図である。

【図2】同自硬性鋳型造型装置の概略構成平面図である。

【図3】造型装置の制御操作盤の構成を示す構成ブロック図である。

【図4】制御操作盤の盤面図である。

【図5】自硬性鋳型造型装置のティーチング時のフローチャートである。

【図6】自硬性鋳型造型装置のティーチング時のフローチャートである。

【図7】タッチパネルディスプレイの表示画面の説明図である。

【図8】設定されたＸＹ座標上で吐出口を移動させるタッチパネルディスプレイの表示画面の説明図である。

【図9】自硬性鋳型造型装置のプレイバック時のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１，２に示す鋳型造型装置は、鋳物砂に硬化剤、粘結剤を添加して混練した自硬性鋳物砂を、鋳枠３内に投入して充填し、自硬性鋳物砂を硬化させ、鋳枠３内で鋳型を造型する自硬性鋳型造型装置である。

【0022】

図１に示すように、鋳枠３内には、造型用の模型４が収容され、鋳枠３は、搬送モータ４１により駆動される搬送台車７上に搭載され、所定の造型位置に搬送される。搬送台車７の下側には、空気ダンパ式の昇降器６によって昇降する振動テーブル５が設けられ、振動テーブル５には振動モータ４０の回転により振動して鋳枠３を加振する振動装置が取り付けられる。振動装置を設けた振動テーブル５は、鋳枠３内に鋳物砂の供給が完了したとき、空気ダンパ式の昇降器６によって上昇し、真上に位置する模型４の下面に当接し、模型４上の鋳枠３に対し、振動テーブル５により振動を加え、鋳物砂の細密充填が行なわれるようになっている。

【0023】

自硬性鋳型造型装置は、図１，２に示す如く、鋳物砂を搬送するコンベヤをアーム部内に設け、第１旋回軸１１の回りで回動可能に支持されるコンベヤアーム１と、コンベヤアーム１を第１旋回軸１１の回りで旋回駆動する第１旋回モータ１２と、第１旋回モータ１２の回転に応じたパルスを発生させる第１パルス発生器１４と、コンベヤアーム１の旋回時に所定角度でその角度を示す角度信号を発生する検出スイッチとしての第１軸検出器１８と、を備える。

【0024】

また、コンベヤアーム１の先端部に、第２旋回軸２１を介して混練アーム２が水平面上で旋回可能に支持される。混練アーム２は、第２旋回軸２１の回りで回動可能に取り付けられ、コンベヤアーム１内のスクリューコンベヤ１５により搬送された鋳物砂を導入し、内部に設けた混練スクリュー２５を混練モータ２６により回転駆動し、硬化剤、粘結剤とともに鋳物砂を混練しながら先端部に送り、先端部に設けた吐出口２７から、混練した自硬性鋳物砂を吐出するように構成される。この鋳型造型装置は、この混練アーム２と上記コンベヤアーム１とによって、水平２軸の首振り機構を構成し、混練アーム２と上記コンベヤアーム１との旋回によって、先端に設けた吐出口２７を、鋳枠３内の任意の位置に、手動により或いは自動的に移動させるように制御が行なわれる。

【0025】

コンベヤアーム１は、床上に立設された旋回支持部１０上に垂直に支持された第１旋回軸１１を介して、水平面上で旋回可能に軸支され、そのアーム部内にスクリューコンベヤ１５が配設される。図１，２に示すように、コンベヤアーム１は第１旋回モータ１２の駆動により、第１旋回軸１１の回りで所定の角度範囲で旋回可能に軸支される。コンベヤアーム１の先端部は、旋回軸側の元部より僅かに上方となるように傾斜し、そこには鋳物砂を混練アーム２に送出するための送出ダクトが接続される。床上に立設された旋回支持部１０の側部には、制御操作盤４５が取り付けられる。

【0026】

第１旋回モータ１２の回転軸にはその回転角度に応じたパルス信号を発生する第１パルス発生器１４が設けられる。第１パルス発生器１４で発生し出力されたパルス信号は、後述のプログラマブルロジックコントローラ３０に送られ、そのマイクロコンピュータ３１がパルス信号をカウントして、コンベヤアーム１の回転角度を算出する。

【0027】

同様に、後述の混練アーム２を第２旋回軸２１の回りで旋回駆動する第２旋回モータ２２の回転軸には、その回転角度に応じたパルス信号を発生する第２パルス発生器２４が設けられる。第２パルス発生器２４で発生し出力されたパルス信号は、プログラマブルロジックコントローラ３０のマイクロコンピュータ３１がパルス信号をカウントして、混練アーム２の回転角度を算出する。マイクロコンピュータ３１は、コンベヤアーム１の角度位置データと混練アーム２の角度位置データ、及びアーム長データから、混練アーム２先端の吐出口２７の鋳枠上での位置データを、極座標データとして算出する。

【0028】

さらに、コンベヤアーム１の第１旋回軸１１の周囲には、第１軸検出器１８がコンベヤアーム１の角度位置が所定の角度に達したとき検出信号を出力するように配設される。第１軸検出器１８には、複数の検出スイッチとして、３個の第１リミットスイッチ１８ａ、第２リミットスイッチ１８ｂ、第３リミットスイッチ１８ｃが、例えば４５°の角度間隔をおいて配置される。これらの第１〜第３リミットスイッチによってコンベヤアーム１が原点位置、及び図２の時計方向に４５°、９０°回転したとき、各々その角度を示す検出信号を出力するようになっている。

【0029】

これらの第１軸検出器１８の第１リミットスイッチ１８ａ、第２リミットスイッチ１８ｂ、及び第３リミットスイッチ１８ｃから出力される角度検出信号は、コンベヤアーム１の絶対角度を示す基準信号として出力され、第１軸検出器１８の角度検出信号は、第１旋回モータ１２の回転角度に応じたパルス信号を発生する第１パルス発生器１４から出力されるパルス信号のカウント値から算出される角度位置を、補正するように使用される。

【0030】

なお、鋳枠３の中央位置に吐出口２７が位置するとき、コンベヤアーム１の回転位置を原点位置と設定し、コンベヤアーム１の回転位置がその原点位置になったとき、第１軸検出器１８の第１リミットスイッチ１８ａ、第２リミットスイッチ１８ｂ、或いは第３リミットスイッチ１８ｃの何れかが、オンするように設定することが好ましい。これにより、造型作業時に、吐出口２７が頻繁に通過する鋳枠３の中央位置をコンベヤアーム１の原点位置とするため、第１軸検出器１８の検出信号によって、第１パルス発生器１４から出力されるパルス信号のカウント値に基づくアームの角度データを、高い頻度で補正することができ、コンベヤアーム１の角度データの精度をより高くすることができる。

【0031】

なお、図２に示す如く、この実施形態では、第１リミットスイッチ１８ａ、第２リミットスイッチ１８ｂ、第３リミットスイッチ１８ｃが、４５°の角度間隔をおいて配置され、コンベヤアーム１の原点位置を含む４５°毎の角度回転時にその検出信号を出力するようにしたが、勿論、原点位置及び４５°の回転位置のみとしてもよく、或いは原点位置を含むより細かい角度、例えば、３０°、６０°、９０°等、或いは２０°、４０°、６０°等、或いは１０°、２０°、３０°等、の角度位置で検出信号を出力するようにしてもよい。また、検出スイッチには、リミットスイッチに代えて、近接スイッチ、光電スイッチなどを使用することもできる。

【0032】

一方、コンベヤアーム１の元部にはコンベヤモータ１６が取り付けられ、コンベヤモータ１６によりアーム部内のスクリューコンベヤ１５は、回転駆動され、砂ホッパー１３から供給される鋳物砂をスクリューコンベヤ１５の回転により先端部に向けて搬送する構造である。上記のように、コンベヤアーム１の先端部には、混練アーム２が第２旋回軸２１を介して水平面上で旋回可能に軸支され、鋳物砂を先端側の混練アーム２に送出するための送出ダクトが、コンベヤアーム１と混練アーム２間に接続される。また、図１に示すように、コンベヤアーム１の元部には、鋳物砂をコンベヤアーム内に供給するために、砂ホッパー１３が接続される。

【0033】

さらに、図２に示す如く、混練アーム２の第２旋回軸２１の周囲には、コンベヤアーム１の場合と同様、第２軸検出器２８が混練アーム２の角度位置が所定の角度に達したとき検出信号を出力するように配設される。第２軸検出器２８には、複数の検出スイッチとして、３個の第１リミットスイッチ２８ａ、第２リミットスイッチ２８ｂ、第３リミットスイッチ２８ｃが、例えば４５°の角度間隔をおいて配置される。これらの第１〜第３リミットスイッチによって混練アーム２が原点位置、及び図２の時計方向に４５°、９０°回転したとき、各々その角度を示す検出信号を出力するようになっている。

【0034】

これらの第２軸検出器２８の第１リミットスイッチ２８ａ、第２リミットスイッチ２８ｂ、及び第３リミットスイッチ２８ｃから出力される角度検出信号は、混練アーム２の絶対角度を示す基準信号として出力され、第２軸検出器２８の角度検出信号は、第２旋回モータ２２の回転角度に応じたパルス信号を発生する第２パルス発生器２４から出力されるパルス信号のカウント値から算出される角度位置を、補正するように使用される。

【0035】

また、鋳枠３の中央位置に吐出口２７が位置するとき、混練アーム２の回転位置を原点位置と設定し、混練アーム２の回転位置がその原点位置になったとき、第２軸検出器２８の第１リミットスイッチ２８ａ、第２リミットスイッチ２８ｂ、或いは第３リミットスイッチ２８ｃの何れかが、オンするように設定することが好ましい。これにより、造型作業時に、吐出口２７が頻繁に通過する鋳枠３の中央位置を混練アーム２の原点位置とするため、第２軸検出器２８の検出信号によって、第２パルス発生器２４から出力されるパルス信号のカウント値に基づくアームの角度データを、高い頻度で補正することができ、混練アーム２の角度データの精度をより高くすることができる。

【0036】

上記構成の自硬性鋳型造型装置は、熟練技術者などにより造型作業を実施するとき、その造型作業のティーチングを行なって、一連の鋳型造型作業におけるティーチングデータを、記憶部３５に記憶し、プレイバック時に当該データを読み出して、一連の鋳型造型作業を自動的に実施するように、ティーチング機能及びプレイバック機能を有したプログラマブルロジックコントローラ３０を備える。

【0037】

プログラマブルロジックコントローラ３０は、上記ティーチング記憶手段及び造型プレイバック手段を構成するもので、熟練技術者が手動によりコンベヤアーム１及び混練アーム２を、水平２軸首振り機構により動かし、混練した自硬性鋳物砂を、混練アーム２先端の吐出口２７から、鋳枠３内に投入して造型作業のティーチング動作を行なったとき、上記第１パルス発生器１４、第１軸検出器１８、第２パルス発生器２４、第２軸検出器２８からの信号に基づき吐出口２７の位置データを算出して記録し、それらの移動軌跡データ含むティーチングデータを、自硬性鋳型の造型作業のシーケンス制御プログラムとして、記憶部３５に記憶する。

【0038】

なお、上記「手動により」は、制御操作部などのスイッチ盤を、手動操作して、水平２軸首振り機構を動作させ、吐出口を移動させる他に、人が手作業で各種物体を動かす動作も含む概念である。

【0039】

さらに、プログラマブルロジックコントローラ３０は、ティーチング記憶手段によって記録されたシーケンス制御プログラムのデータを、プレイバック時、記憶部３５から読み出し、それらのデータに基づき第１旋回モータ１２と第２旋回モータ２２を駆動制御して、ティーチングされた吐出口２７の移動軌跡に従って吐出口２７を移動させながら、鋳物砂の投入を行い、自硬性鋳型の造型作業を自動的に再現するように動作する。

【0040】

また、上記のように、プログラマブルロジックコントローラ３０のマイクロコンピュータ３１は、第１軸検出器１８及び第２軸検出器２８から出力される、絶対位置を示す角度検出信号の発生を基点に、第１パルス発生器１４または第２パルス発生器２４から出力されるパルス信号に応じた回転角度データをカウントする。これにより、第１パルス発生器１４または第２パルス発生器２４から出力されるパルス信号に応じた回転角度データの誤差を補正し、誤差の累積を防止するようになっている。

【0041】

図３に示すように、プログラマブルロジックコントローラ３０の主要部を構成するマイクロコンピュータ３１は、基本プログラムデータに基づき各種処理を実行するＣＰＵ３２、基本プログラムデータを記憶するＲＯＭ３３、ＣＰＵ３２のワーキングエリア等を構成するＲＡＭ３４、各種信号の入出力を行なう入出力回路４２、時間をカウントするタイマー３６を備える。

【0042】

さらに、マイクロコンピュータ３１は、ティーチング時に記憶した鋳型造型作業のプログラムデータを記憶するハードディスク、メモリカード、メモリチップ等からなる記憶部３５を備える。マイクロコンピュータ３１を備えるプログラマブルロジックコントローラ３０は、鋳型造型作業に伴うティーチングデータを順に記憶して、一連の造型作業のシーケンス制御プログラムデータを作成記憶し、プレイバック時（再現時）には、シーケンス制御プログラムデータを読み出して、一連の鋳型造型作業を再現するように動作する。

【0043】

このような処理を行なうプログラマブルロジックコントローラ３０のマイクロコンピュータ３１には、図３の如く、その信号入力側に、上述のコンベヤアーム１の第１旋回軸１１の角度位置を検出する第１軸検出器１８、混練アーム２の第２旋回軸２１の角度位置を検出する第２軸検出器２８、第１旋回モータ２２の回転軸の回転角度に応じたパルス信号を発生する第１パルス発生器１４、第２旋回モータ２２の回転軸の回転角度に応じたパルス信号を発生する第２パルス発生器２４が接続される。さらに、マイクロコンピュータ３１には、ディスプレイコントローラ３８を介してタッチパネルディスプレイ３７が接続され、プログラマブルロジックコントローラ３０のケース表面にタッチパネルディスプレイ３７が装着される。

【0044】

タッチパネルディスプレイ３７には、図７に示すように、ティーチング時に記憶したプログラムのプログラム番号を表示するプログラム番号表示部７０、プログラムのステップ数を表示するステップ数表示部７１、ティーチング時に操作してデータを記憶する記録／完了スイッチ表示部７２、プレイバック時に操作してプレイバックを実行させる再現／開始スイッチ表示部７３、ティーチング、プレイバック以外に作業者が自由にアームを動かすためのフリーランスイッチ表示部７４、コンベヤアーム１を左右に回動させるスイッチ表示部７５、混練アーム２を左右に回動させるスイッチ表示部７６、鋳物砂を混練する混練スイッチ表示部７７、その停止スイッチ表示部７８、振動テーブル５の振動スイッチ表示部７９などが、タッチ操作によりスイッチング可能に表示される。

【0045】

上記のように、鋳型造型装置の駆動系には、コンベヤアーム１を旋回させる第１旋回モータ１２、混練アーム２を旋回させる第２旋回モータ２２、スクリューコンベヤ１５を駆動するコンベヤモータ１６、混練スクリュー２５を駆動する混練モータ２６、振動テーブル５を振動させる振動モータ４０、搬送台車７を動かす搬送モータ４１が使用され、図３に示すように、これらのモータを駆動制御するモータ駆動制御部３９は、制御操作盤４５内に設けられ、制御操作盤４５の正面にスイッチ盤４６（図４）が設けられる。

【0046】

図４に示す如く、制御操作盤４５のスイッチ盤４６には、非常停止スイッチ５０、硬化剤、粘結剤の供給量を変える樹脂供給量スイッチ５１、鋳物砂の投入量を変える砂量スイッチ５２、プレイバック時にオン操作する再現／開始スイッチ５３、プレイバックの休止スイッチ５４、混練アーム２の混練を行なう混練／停止スイッチ５５、混練の停止スイッチ５６、振動テーブル５の振動時の加振力の切換スイッチ５７、振動テーブルスイッチ５８、搬送台車７の自動起動スイッチ５９、コンベヤアーム１の旋回スイッチ６０、混練アーム２の旋回スイッチ６１、旋回を止める中止スイッチ６２、及びそれらのスイッチング時に点灯する表示ランプが設けられる。これらのスイッチ類は、プラグラマブルロジックコントローラ３０のタッチパネルディスプレイ３７上のスイッチ部と同様に、鋳型造型操作のティーチング時、そのプレイバック時に、スイッチング操作される。

【0047】

さらに、図３に示すように、制御操作盤４５内には、モータ駆動制御部３９が設けられ、上記第１旋回モータ１２、第２旋回モータ２２、コンベヤモータ１６、混練アーム２の混練モータ２６、振動テーブル５の振動モータ４０、及び搬送台車７の搬送モータ４１が、モータ駆動制御部３９に接続される。これらのモータ類は、制御操作盤４５のスイッチ盤４６に配置されたスイッチ類の操作により、起動・停止操作を行なうことができ、また、上記プログラマブルロジックコントローラ３０のタッチパネルディスプレイ３７上の、記録／完了スイッチ表示部７２、再現／開始スイッチ表示部７３、フリーランスイッチ表示部７４、コンベヤアーム１用のスイッチ表示部７５、混練アーム２用のスイッチ表示部７６、鋳物砂混練用の混練スイッチ表示部７７、停止スイッチ表示部７８、振動テーブル５用の振動スイッチ表示部７９などを、タッチ操作して起動・停止操作等を行なうこともできる。

【0048】

次に、上記構成の自硬性鋳型造型装置における造型作業時のティーチング動作を、図５，６に示すフローチャートを参照して説明する。

【0049】

造型作業のティーチングを行なう場合、造型の熟練技術者などの作業者は、手動により、先ずステップ１００で、造型装置の初期設定を行なう。初期設定では、制御操作盤４５のスイッチ盤４６の樹脂供給量スイッチ５１を操作して、高または低（硬化剤、粘結剤の供給量の高低）の何れかに設定し、砂量スイッチ５２を操作して、鋳物砂の供給量を１０ｔまたは２０ｔに設定する。さらに、加振力の切換スイッチ５７を操作して、振動テーブルの振動の加振力を１〜４段階の範囲内で切り換えてセットする。

【0050】

次に、ステップ１１０において、作業者は、コンベヤアーム１の旋回スイッチ６０、混練アーム２の旋回スイッチ６１、または、タッチパネルディスプレイ３７上のコンベヤアーム１用のスイッチ表示部７５、混練アーム２用のスイッチ表示部７６を操作して、フリーランの状態にあるコンベヤアーム１と混練アーム２を、第１旋回軸１１または第２旋回軸２１の回りで旋回させ、混練アーム２先端の吐出口２７を、鋳枠３上の開始位置まで移動させる。

【0051】

次に、ステップ１２０で、作業者が、タッチパネルディスプレイ３７上の記録／完了スイッチ表示部７２を操作すると、ティーチングの記録モードに入り、記録用の表示ランプが点滅し、その後、記録を開始し、表示ランプは連続点灯となり、混練／停止スイッチ５５等を操作して、鋳型造型作業のティーチングを開始する。これにより、コンベヤアーム１から混練アーム２に鋳物砂が供給され（ステップ１３０）、混練アーム２内に送られた鋳物砂は、そこに硬化剤、粘結剤が混入された状態で、混練され、先端の吐出口２７から下方の鋳枠３内に投入されていく（ステップ１４０）。

【0052】

このような造型作業に伴うティーチング時、コンベヤモータ１６や混練モータ２６が起動するステップごとに、及び、混練アーム２先端の吐出口２７が移動するステップごとに、その操作イベントが時間とともに記録され、また、吐出口２７の移動イベントの場合には、第１旋回軸１１の回転角度を検出する第１パルス発生器１４から出力されるパルス信号、及び第２旋回軸２１の回転角度を検出する第２パルス発生器２４から出力されるパルス信号をカウントし、吐出口２７の移動位置データが算出され、ステップごとに時間とともにメモリに記録されていく。

【0053】

次に、ステップ１５０で、作業者は、鋳枠３内に冷し金を入れるか否かを判断し、冷し金をセットする必要があれば、次にステップ１６０に進み、混練アーム２の混練モータ２６を停止させ、鋳枠３内への鋳物砂の供給を停止する。そして、この状態で、冷し金を鋳枠３内にセットし（ステップ１７０）、ステップ１８０で、混練アーム２の混練モータ２６を再起動させ、混練アーム２からの鋳物砂の供給を再開する。

【0054】

次に、ステップ１９０で、作業者は、鋳枠３内に投入される鋳物砂の量が不足しているか否かを判断し、鋳枠３内の砂量が不足している場合、次に、ステップ２００に進み、混練／停止スイッチ５５等を操作して、混練モータ２６を停止させ、鋳物砂の投入を一時停止する。そして次に、ステップ２１０で、砂量スイッチ５２等を操作して、鋳物砂の供給量を２０ｔに切り換え、ステップ２２０で、混練モータ２６を再起動して、鋳枠３内への鋳物砂の供給を再開する。

【0055】

次に、作業者は、ステップ２３０にて、鋳枠３内への鋳物砂の充填が完了したか否かを判断し、鋳物砂の充填が完了した場合、次に、ステップ２４０に進み、スイッチ盤４６の昇降スイッチ等を操作して昇降器６を動作させて振動テーブル５を上昇させ、振動テーブル５を模型４の下面に当接させる。次に、ステップ２５０で、振動テーブルスイッチ５８を操作して、振動モータ４０を起動し、鋳枠３を振動させる。これにより、鋳枠３内の鋳物砂が振動して、鋳物砂の密度が増し、細密充填が行なわれ、ステップ２６０にて、所定の振動時間が経過したとき、ステップ２７０で、振動モータ４０を停止させて振動を止め、ステップ２８０で、昇降器６を動作させて、振動テーブル５を下降させ、模型４の下面から振動テーブル５を離脱させる。

【0056】

そして、作業者は、ステップ２９０にて、タッチパネルディスプレイ３７上の記録／完了スイッチ表示部７２を操作して、ティーチングを終了する。このとき、マイクロコンピュータ３１では、今回のティーチング動作でメモリに順に記憶された造型作業のティーチングデータが、指定のプログラム番号のエリアに格納される。

【0057】

そして、作業者は、ステップ３００にて、鋳枠３内の鋳物砂の砂ならしを行なって表面の砂をならし、次のステップ３１０で、作業者は、搬送台車７の自動起動スイッチ５９をオン操作して搬送台車７を動かす。これにより、鋳枠３及び模型４を載せた搬送台車７が造型位置から所定の位置に搬出され、一連の自硬性鋳型造型の作業を終了する。このような、熟練技術者などの作業者によって実施される一連の造型作業のティーチングデータは、プログラム番号、ファイル名を付して、記憶部３５のメモリカードなどに記憶される。

【0058】

一方、上記ティーチング動作によって記憶部３５に記憶されたティーチングデータを使用して、鋳型造型作業のプレイバック（再現）を行なう場合、図９のフローチャートに示すように、プログラマブルロジックコントローラ３０の制御により、自硬性鋳型造型の作業が自動で実施される。

【0059】

先ず、ステップ４００で、プレイバック（再現）を行なおうとする鋳型造型作業のプログラム番号を、プログラマブルロジックコントローラ３０のタッチパネルディスプレイ３７に入力する。次に、ステップ４１０で、タッチパネルディスプレイ３７を操作して、ステップ数をゼロにリセットし、タイマーをゼロにリセットする。

【0060】

次に、ステップ４２０で、制御操作盤４５のスイッチ盤４６の搬送台車の自動起動スイッチ５９を操作して、搬送台車７を動かし、鋳枠３及び模型４を所定の造型位置に移動させる。次に、ステップ４３０で、プログラマブルロジックコントローラ３０のマイクロコンピュータ３１が、入力したプログラム番号のプログラムデータを記憶部３５から読み出し、メモリの再生エリアにセットする。そして、ステップ４４０で、造型作業のプレイバック（再現）を開始する。

【0061】

プレイバックが開始されると、ティーチング時に記憶されたイベントごとの動作がプレイバックされ、第１旋回モータ１２の作動によりコンベヤアーム１が第１旋回軸１１を軸に左右に回転し、第２旋回モータ２２の作動により混練アーム２が第２旋回軸２１を軸に左右に回転し、混練アーム２先端の吐出口２７の鋳枠３内における位置がティーチング軌跡に従って順に移動する。

【0062】

その間、コンベヤモータ１６の回転駆動によって、鋳物砂がコンベヤアーム１内から混練アーム２に送られ、混練アーム２の混練モータ２６の回転により混練スクリュー２５が回転して、混練アーム２内の鋳物砂がそこに供給された硬化剤、粘結剤とともに混練され、混練された鋳物砂は、先端の吐出口２７から、その動きに従って、鋳枠３内の各部分に投入されていく。

【0063】

このとき、作業者は、鋳枠３内に冷し金を入れるか否かを判断し、冷し金をセットする必要があれば、上記ティーチング時のステップ１６０〜１８０と同様に、混練アーム２の混練モータ２６を停止させ、鋳枠３内への鋳物砂の供給を停止する。そして、この状態で、冷し金を鋳枠３内にセットし、この後、混練アーム２の混練モータ２６を再起動させ、混練アーム２からの鋳物砂の供給を行なう。

【0064】

その間、作業者は、異常発生か否かを判断し（ステップ４５０）、異常発生がない場合、次にステップ４６０に進み、プレイバック動作を継続する。このプログラム番号のティーチングデータの全てのステップが再現されたとき、ステップ４７０に進み、鋳型造型作業の再現を終了する。

【0065】

一方、作業者が、ステップ４５０で、鋳枠３内への鋳物砂の投入動作時に、異常の発生と判断した場合、次に、制御操作盤４５またはプログラマブルロジックコントローラ３０を操作して、プレイバック動作を停止し（ステップ４８０）、コンベヤアーム１と混練アーム２の回転動作を停止し、鋳物砂の鋳枠３内への供給を停止する。

【0066】

この後、作業者は、手動で制御操作盤４５またはプログラマブルロジックコントローラ３０を操作して、混練アーム２の先端の吐出口２７を手動で移動させながら、鋳物砂を鋳枠３内に投入し、手動による造型作業を行なう（ステップ４９０）。そして、鋳物砂の供給が完了した時点で上記ステップ２４０〜２８０と同様に、スイッチ盤４６の昇降スイッチ等を操作して昇降器６を動作させて振動テーブル５を上昇させ、振動テーブル５を模型４の下面に当接させる。

【0067】

次に、振動テーブルスイッチ５８を操作して、振動モータ４０を起動し、鋳枠３を振動させ、鋳枠３を振動させて、内部の鋳物砂を振動させ、鋳物砂の密度を増大させ、細密充填を行なう。そして、所定の振動時間が経過したとき、振動モータ４０を停止させて振動を止め、昇降器６を動作させて、振動テーブル５を下降させ、模型４の下面から振動テーブル５を離脱させる。これで、自硬性鋳物砂による鋳型造型作業を終了する（ステップ５００）。

【0068】

この状態で作業者は、次に、鋳枠３内の砂ならしを行い（ステップ５１０）、鋳物砂の上面を平らにならした後、作業者は、制御操作盤４５のスイッチ盤４６を操作して、搬送台車７を造型位置から移動させ（ステップ５２０）、造型を終了した鋳枠３及び模型４を所定の場所に搬出する。この時点で、プログラマブルロジックコントローラ３０のマイクロコンピュータ３１は、ステップ５３０で、そのメモリの再生エリア内のプログラムデータを消去し、造型作業を終了する。

【0069】

このように、自硬性鋳物砂による鋳型造型作業時、コンベヤアーム１の第１旋回軸１１の回転時、第１軸検出器１８から出力される角度検出信号の発生を基点に、第１パルス発生器１４から出力されるパルス信号に応じた回転角度データをカウントし、混練アーム２の第２旋回軸２１の回転時、第２軸検出器２８から出力される角度検出信号の発生を基点に、第２パルス発生器２４から出力されるパルス信号に応じた回転角度データをカウントし、ティーチング記憶動作または造型プレイバック動作を行なうため、コンベヤアーム１または混練アーム２が旋回して吐出口２７が移動し、第１軸検出器１８または第２軸検出器２８から出力される角度検出信号の発生ごとに、第１パルス発生器１４または第２パルス発生器２４から出力されるパルス信号に応じた回転角度データが補正される。このため、従来のように吐出口の位置制御の誤差がアームの回動ごとに累積されることはなく、ティーチング時に記憶した記憶データに基づき、造型作業を正確且つ適正に再現することができる。

【0070】

図８は、他の実施形態のプログラマブルロジックコントローラ３０のタッチパネルディスプレイ９７の説明図を示している。このタッチパネルディスプレイ９７では、上段左側に、吐出口２７が移動する範囲の鋳枠３内において、ＸＹ座標（直交座標）が設定され、各セグメントの座標が数値で表示される。また、タッチパネルディスプレイ９７の上段右側には軌跡表示部９８が設けられ、ティーチング時に吐出口２７が移動した移動軌跡が、鋳枠３の平面座標内で、表示されるようになっている。

【0071】

そして、ティーチング時、第１パルス発生器１４、第１軸検出器１８、第２パルス発生器２４、及び第２軸検出器２８からの信号に基づき、吐出口２７の移動位置のティーチング極座標データを、造型作業のシーケンス制御プログラムとして記憶部３５に記憶する。そして、造型プレイバック時には、記憶部３５に記憶された吐出口２７のティーチング極座標データに基づき、造型作業を再現する。

【0072】

また、プログラマブルロジックコントローラ３０のマイクロコンピュータ３１は、水平２軸首振り機構の動作によって、混練アーム２先端の吐出口２７が移動する範囲の鋳枠３内において、ＸＹ座標（直交座標）を設定し、吐出口２７の移動位置のティーチング極座標データをＸＹ座標に変換して、表示手段としてのタッチパネルディスプレイ９７に出力する。これにより、吐出口２７の移動位置がタッチパネルディスプレイ９７に座標表示される。

【0073】

このように、ティーチング時或いはプレイバック時、タッチパネルディスプレイ９７に表示されるＸＹ座標上の軌跡表示部９８に、ＸＹ座標データに基づき、吐出口の移動軌跡がグラフィック表示されるので、作業者は、そのグラフィック表示を見ながら、造型作業のティーチング時または再現時の吐出口２７の動きを、視覚によって容易に認識することができる。

【0074】

以上のように、本発明の自硬性鋳型造型装置によれば、ティーチング時に記憶した記憶データに基づき、正確に造型作業を再現することができる。また、駆動制御系に、第１旋回モータ１２、第２旋回モータ２２、第１パルス発生器１４、第２パルス発生器２４などを使用して、従来の装置より安価に鋳型造型装置を製造することができる。

【符号の説明】

【0075】

１ コンベヤアーム
２ 混練アーム
３ 鋳枠
４ 模型
５ 振動テーブル
６ 昇降器
７ 搬送台車
１０ 旋回支持部
１１ 第１旋回軸
１２ 第１旋回モータ
１３ 砂ホッパー
１４ 第１パルス発生器
１５ スクリューコンベヤ
１６ コンベヤモータ
１８ 第１軸検出器
１８ａ 第１リミットスイッチ
１８ｂ 第２リミットスイッチ
１８ｃ 第３リミットスイッチ
２１ 第２旋回軸
２２ 第２旋回モータ
２４ 第２パルス発生器
２５ 混練スクリュー
２６ 混練モータ
２７ 吐出口
２８ 第２軸検出器
２８ａ 第１リミットスイッチ
２８ｂ 第２リミットスイッチ
２８ｃ 第３リミットスイッチ
３０ プログラマブルロジックコントローラ
３１ マイクロコンピュータ
３２ ＣＰＵ
３３ ＲＯＭ
３４ ＲＡＭ
３５ 記憶部
３６ タイマー
３７ タッチパネルディスプレイ
３８ ディスプレイコントローラ
３９ モータ駆動制御部
４０ 振動モータ
４１ 搬送モータ
４２ 入出力回路
４５ 制御操作盤
４６ スイッチ盤
５０ 非常停止スイッチ
５１ 樹脂供給量スイッチ
５２ 砂量スイッチ
５３ 再現／開始スイッチ
５４ 休止スイッチ
５５ 混練／停止スイッチ
５６ 停止スイッチ
５７ 切換スイッチ
５８ 振動テーブルスイッチ
５９ 自動起動スイッチ
６０ 旋回スイッチ
６１ 旋回スイッチ
６２ 中止スイッチ
７０ プログラム番号表示部
７１ ステップ数表示部
７２ 記録／完了スイッチ表示部
７３ 再現／開始スイッチ表示部
７４ フリーランスイッチ表示部
７５ スイッチ表示部
７６ スイッチ表示部
７７ 混練スイッチ表示部
７８ 停止スイッチ表示部
７９ 振動スイッチ表示部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】