【解決手段】表示制御装置(10)は、鋳型(2)を検査した検査結果により特定される鋳型(2)の欠陥を示すマーカを、鋳型(2)上に光学的に表示する表示処理、を実行する。
【発明を実施するための形態】
【0026】
〔実施形態1〕
図1は、本発明の一実施形態に係る表示制御装置を含む鋳造システム1を概略的に示す構成図である。鋳造システム1は、搬送路にそって搬送される複数の鋳型2に注湯することによって鋳物を製造するシステムである。鋳造システム1は、表示制御装置10、検査装置20、入出力装置30、造型機40、ラインコントローラ50、注湯機60、搬送装置70、型合わせ装置110、及びプロジェクタ80を備える。
【0027】
表示制御装置10は、鋳造において鋳型2の不良を検査した検査結果をディスプレイ31に表示させたり、鋳型2上に光学的に表示したりする装置である。表示制御装置10は例えば、ラップトップ型やデスクトップ型のパーソナルコンピュータである。表示制御装置10は、作業者により携帯されるスマートフォン又はタブレット端末であってもよい。
【0028】
検査装置20は、搬送路上の鋳型2を検査する装置である。検査装置20は、搬送路に沿って搬送される複数の鋳型2の各々を撮影するセンサ21を備える。センサ21は、例えばカメラである。センサ21は、搬送路に沿って搬送される上型と下型とが枠合わせされるまでに、抜枠鋳型の製品面(キャビティ面)を撮像する。
【0029】
表示制御装置10は、撮像された画像(以下「撮像画像」という)と基準画像とを比較することにより、鋳型の欠陥の検査を行い、検査結果を検査結果テーブルに蓄積する。上型と下型とは交互に中子セット場まで搬送される。
【0030】
図2は、表示制御装置10の構成を概略的に示すブロック図である。表示制御装置10は、コントローラ106を備える。コントローラ106は、プロセッサ101、主メモリ102、補助メモリ103、入力インタフェース104、及び出力インタフェース105を備える。プロセッサ101は、表示制御装置10を制御するプロセッサであり、例えば、マイクロプロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ、マイクロコントローラ、又はこれらの組み合わせ等である。主メモリ102及び補助メモリ103(メモリの一例)は、例えば半導体RAM(random access memory)である。主メモリ102と補助メモリ103は同じメモリを領域/又はアドレスで区別することで一体(物理的に同じひとつのメモリ)であってもよい。補助メモリ103には、表示制御装置10の動作をプロセッサ101に実行させるためのプログラムが格納されている。プロセッサ101は、補助メモリ103に格納された制御プログラムを主メモリ102上に展開し、展開した制御プログラムに含まれる各命令を実行する。
【0031】
主メモリ102には、主に型落ち判定のためのアプリケーション/ソフトが記憶される。補助メモリ103には、鋳型2の検査の際に参照される基準画像データ、入力された撮像画像、表示オブジェクトデータ、及びその他の各種データが記憶される。本実施形態では、補助メモリ103には、基準画像テーブル及び検査結果テーブルが記憶されている。基準画像テーブルは、鋳型2の検査を行う際に用いられる基準画像が模型毎に記憶されたテーブルである。検査結果テーブルは、鋳型2の欠陥検査の結果を、鋳型2を識別する識別情報と対応付けて記憶するテーブルである。
【0032】
入力インタフェース104は、検査装置20から撮像画像を取得する。取得された撮像画像は、鋳型2を識別する識別情報と紐付けて補助メモリ103に記憶される。出力インタフェース105は、入出力装置30及び/又はプロジェクタ80に画像を表すデータを出力する。なお、
図2にはひとつの入力インタフェース104及びひとつの出力インタフェース105が図示されているが、表示制御装置10が複数の入力インタフェース及び/又は複数の出力インタフェースを備えていてもよい。この例で、プロセッサ101が補助メモリ103に記憶された制御プログラムを読み出して実行することにより、
図2に示す表示制御部11及び特定部12が実現される。
【0033】
図3は、基準画像テーブルの内容を例示する図である。
図3の例では、基準画像テーブルは、「パターンコード」及び「基準画像フォルダNo」の各項目を互いに関連付けて記憶する。これらの項目のうち、「パターンコード」の項目には、模型を識別する識別情報(ID)が格納される。パターンコードは、或る造型に用いる模型、つまりその模型を用いて造型される鋳型に対応している。そのうち、例えば、「10」は或る模型で造型される下型のID、「11」はその下型に合わせられる上型のIDとなる。すなわち、パターンコードは、或る模型による上型と下型とを区分けしている。したがって、同じ模型で造型すると、造型ラインに流れる鋳型IDが「10」、「11」といったように、上型のIDと下型のIDとが交互で連続する(
図5参照)。
【0034】
「基準画像フォルダNo」の項目には、その模型に対応する基準画像のデータの格納場所を示す情報が格納される。なお、基準画像テーブルに含まれる項目は上述したものに限定されず、他の項目が基準画像テーブルに含まれていてもよい。基準画像は、鋳型2が欠陥なしに造型されたときの鋳型2を上面から撮影した画像データである。この基準画像と撮像画像とを比較することで造型する鋳型2の欠陥を確認する。或る模型に基づく造型のパターンコードが「10」(下型)の場合は、表示制御装置10は、「基準画像フォルダNo」が「S10」の基準画像と比較することで欠陥を判定する。その次にはパターンコードが「11」(上型)の鋳型2が搬送されるので、表示制御装置10は、「基準画像フォルダNo」が「S11」の基準画像フォルダに記憶した基準画像と撮像画像を比較することで、欠陥を判定する。
図3の基準画像テーブルは、このような画像比較による欠陥判定をするためのデータ構造となっている。
【0035】
図4は、基準画像G0を例示した図である。基準画像G0は、予め用意され補助メモリ103に記憶される。基準画像G0は例えば、欠陥のない鋳型2を検査装置20が撮影した画像である。
【0036】
図5は、検査結果テーブルの内容を例示する図である。
図5の例では、検査結果テーブルは、「鋳型ID」、「パターンコード」、「検査日時」及び「検査結果」の各項目を互いに関連付けて記憶する。これらの項目のうち、「鋳型ID」の項目には、鋳型2を識別する識別情報が格納される。「パターンコード」の項目に格納されるIDは、上述の基準画像テーブルの「パターンコード」に格納されるIDと同様である。「検査日時」の項目には、欠陥検査が行われた日時を示す情報が格納される。「検査結果」の項目には、欠陥検査の結果を示す情報が格納される。
【0037】
「検査結果」の項目は、「判定」及び「検査結果画像フォルダNo」の項目を含む。「判定」の項目には、欠陥検査の判定結果を示す情報が格納される。欠陥検査の判定は、補助メモリ103に記憶された基準画像と撮像画像との比較により行われるもので、表示制御装置10のプログラムによって実行される。この
図5のデータテーブルは、上述したように、表示制御装置10の補助メモリ103に記憶される。判定結果を示す情報は例えば、「OK」、「NG」、又は「Fail」である。「OK」は、鋳型2が正常であることを示す。「NG」は、鋳型2が異常である(欠陥を有する)ことを示す。「Fail」は、検査自体に失敗したことを示す。「検査結果画像フォルダNo」の項目には、鋳型2の欠陥検査の結果を示す画像(以下「検査結果画像」という)の格納場所を示す情報が格納される。このように、表示制御装置10の補助メモリ103には、鋳型2の検査結果が、鋳型2を識別する識別情報と対応付けて記憶される。なお、検査結果テーブルに含まれる項目は上述したものに限定されず、他の項目が検査結果テーブルに含まれていてもよい。例えば、検査結果は、鋳型の欠陥を表すデータを含んでもよい。鋳型の欠陥を表すデータは、例えば、欠陥の位置、形状及び大きさの少なくともいずれかを示すデータである。
【0038】
図2の説明に戻る。表示制御装置10は、表示制御部11及び特定部12を備える。表示制御部11は、鋳型を検査した検査結果により特定される鋳型の欠陥を示すマーカを、鋳型上に光学的に表示する表示処理を実行する。光学的な表示は例えば、プロジェクタ80によるマーカ画像の表示、又は、レーザ光源によるレーザ光の照射である。
【0039】
鋳型の検査は検査装置20の撮像画像と補助メモリ103に記憶されている基準画像とを比較することにより行われる。撮像画像は順次入力インタフェース104に入力されてプロセッサ101により補助メモリ103にストアされる。表示制御部11は、補助メモリ103に記憶されている基準画像と撮像画像を比較することで、欠陥の大きさの特定、及び、その大きさに伴う重畳画像の生成を行う。生成された重畳画像はディスプレイ31に表示される。そのようなプログラムは補助メモリ103に記憶されていて、プロセッサ101が補助メモリ103に或るプログラムに従って、一連の画像処理を行う。
【0040】
特定部12は、搬送路に沿って搬送される複数の鋳型2を検査した検査結果の中から、表示対象とする鋳型2の検査結果を特定する特定処理を実行する。表示制御部11は、撮像画像を基準画像と比較して、比較結果に応じて欠陥箇所を特定し、その欠陥箇所の結果の大きさを閾値との関係で特定し、その結果に応じて画像に重畳するオブジェクトを決定してから、撮像画像にオブジェクトを重畳した合成画像を生成し、その生成した合成画像をメモリに一時ストアする(読み出し待ちの状態)。この読み出し待ちの合成画像が、表示すべきタイミング(具体的にはその画像を表示すべき鋳型が中子作業場に来たタイミング)でのラインコントローラ50のトリガーによりディスプレイ31に表示される。
【0041】
上記の構成によれば、鋳型の欠陥を示すマーカが鋳型2上に光学的に表示される。したがって、作業者(例えば、中子をセットする作業を行う作業者)は、作業対象である鋳型の検査結果をディスプレイ31等により別途確認する必要がなく、作業対象である鋳型をみるだけでその鋳型の欠陥を把握することができる。
【0042】
なお、この実施形態では、検査装置20と表示制御装置10とが別体の装置として記載されているが、検査装置20と表示制御装置10とが一体の装置として構成されていてもよい。すなわち、検査装置20が表示制御装置10に係る機能を備えていてもよい。また、上述の表示制御装置10が、複数の別体の装置が協働することにより実現されてもよい。例えば、表示制御部11特定部12を備える第1の装置と、特定部12を備える第2の装置とが別体の装置として構成されていてもよい。
【0043】
図1の説明に戻る。造型機40は、鋳型2を製造する装置である。造型機40は、上型と下型とを交互に造型し、搬送装置70は上型と下型とを交互に搬送する。造型機40は、鋳型2に関する情報(以下「鋳型情報」という)をラインコントローラ50から受信し、受信した鋳型情報に含まれるパターンコードで示される鋳型2を製造する。パターンコードは、造型パターンを一意に示す情報である。造型機40は、模型(図示略)とともにセットされた鋳枠(図示略)内に砂を投入し、鋳枠内の砂を加圧して固める。造型機40は、固められた砂から模型を取り出すことにより鋳型2を造型する。造型機40は鋳型2を造型する毎に、型送り情報をラインコントローラ50に送信する。ラインコントローラ50は、造型機40から型送り情報を受信する毎に、後述する鋳型情報を生成し、生成した鋳型情報を鋳型管理テーブルに登録する。
【0044】
入出力装置30は、作業者が各種の操作を行うための装置である。入出力装置30は、作業者により操作される操作部(図示略)、及び、鋳型2の検査結果を表示するディスプレイ31を備える。入出力装置30には、ディスプレイ31のほか、この中子セット場に居る作業者がディスプレイ31に表示された画像検査結果を目視して、その欠陥が注湯を止めるべき程度の欠陥なのか、画像判定では欠陥とされながらも目視・作業者の経験として注湯OKなのかを判断して注湯可否を指示する入力手段(例えばOK/NGのボタンや、ディスプレイ/タッチパネル上に表示されたOK/NGボタン等)もしくは音声でOK/NGを入力する入力装置が設けられている。
図1の例では、入出力装置30は中子セット場A1に設置されている。
【0045】
ディスプレイ31は、例えば液晶ディスプレイであり、表示制御装置10から供給されるデータに従い画面を表示する。ディスプレイ31は例えば、鋳型2の中子セット場に設置された表示装置であってもよく、また、例えば、作業者が携帯するスマートフォンやタブレット端末に含まれる液晶ディスプレイであってもよい。また、ディスプレイ31は、スマートグラス等のウェアラブルコンピュータであってもよい。なお、表示制御装置10がディスプレイ31を備える構成であってもよい。
【0046】
ラインコントローラ50は、鋳造システム1を統括制御するコントローラである。この実施形態では、ラインコントローラ50は特に、造型機40、注湯機60、及び搬送装置70を制御する。ラインを流れる鋳型2の位置は、ラインコントローラ50による一括管理になっている。
【0047】
注湯機60は、鋳型2に溶湯を流し込む装置である。注湯機60は、ラインコントローラ50から送信される制御信号に従い、注湯エリアに位置する鋳型2を注湯対象として、鋳型2に溶湯を流し込む(注湯を行う)。注湯機60は、ラインコントローラ50から受信される制御信号に従って注湯の可否を判定し、注湯が不可である場合は、鋳型2への注湯を行わない。
【0048】
搬送装置70は、造型機40から注湯機60に鋳型2を搬送する装置である。搬送装置70は、例えばローラコンベヤ(図示略)又はレール(図示略)を有し、ローラコンベヤ又はレール上の搬送路に沿って複数の鋳型2を順次搬送する。搬送装置70は、ラインコントローラ50から送信される制御信号に従い、鋳型2を搬送する。
【0049】
検査装置20と注湯機60の間には、中子セット場A1が設けられている。中子セット場A1には、作業者が駐留しており、鋳型2に中子をセットする作業を行う。
【0050】
中子セット場A1を通過した鋳型(上型及び下型)は、注湯前に、上下枠を合わせる型合わせ装置110により、上下枠が型合わせされる。上下枠の型合わせの方法としては、例えば、上型を持ち上げ、反転させて下型に合わせる、といった方法が用いられる。
【0051】
型合わせされた上下枠は、搬送装置70により注湯エリアに搬送される。型合わせされた上下枠が注湯エリアに入ったときに、注湯前にラインコントローラ50の後述する鋳型管理テーブルに基づいて注湯の可否が判定される。上型又は下型のいずれかがNGと目視判定されているものは、注湯が行われないように、ラインコントローラ50からの信号に基づいて注湯機60が制御される。
【0052】
なお、本実施形態では、造型機40が上型と下型とを交互に造型する場合を説明するが、造型の方法はこれに限られない。造型機40が、上型と下型とを一度に造型し、鋳型2が2つずつ搬送される(すなわち、上型と下型とがセットとして搬送される)方式であってもよい。この場合、造型機40、及び検査装置20はそれぞれ2台設けられる。また、搬送装置70は鋳型2を2つずつ搬送する。
【0053】
この場合、上型と下型とが一度に撮像され、基準画像とも一度に2つ比較してディスプレイ31には上下枠の検査結果が表示される。中子の作業者は、その2つの画像をみたり、鋳型2上に光学的に表示された検査結果をみたりして、注湯可否を判断する。
【0054】
プロジェクタ80は、鋳型2に画像を投影する装置である。
図1の例では、プロジェクタ80は中子セット場A1に設置されており、表示制御部11の制御の下、鋳型2の欠陥を示すマーカ画像を鋳型2に投影する。
【0055】
図6は、プロジェクタ80により鋳型2にマーカ画像が投影される様子を概略的に示す図である。図において、プロジェクタ80は、中子セット場A1の位置の上方の壁面w1に、位置P9に搬送されてくる鋳型2に画像を投影可能な位置に設置されている。
図6の例では、プロジェクタ80は、位置P9の鋳枠3内の鋳型2上に、鋳型2の欠陥を示すマーカ画像m1及びm2を含む画像を投影する。
【0056】
ラインコントローラ50は、鋳型情報を管理する鋳型管理テーブルを備えている。鋳型管理テーブルは例えば、ラインコントローラ50の補助メモリに記憶されている。鋳型情報は、鋳型2に関する情報であり、例えば、鋳型2を識別する識別情報、及び鋳型2の搬送路における位置を示す位置情報を含む。すなわち、鋳型管理テーブルには、鋳型2の識別情報が鋳型2の位置情報と対応付けて記憶される。
図7は、鋳型管理テーブルの内容を例示する図である。鋳型管理テーブルは、「鋳型ID」、「パターンコード」、「位置」、及び「鋳型検査結果」等の各項目が互いに関連付けられた鋳型情報を記憶している。これらの項目のうち、「鋳型ID」の項目には、鋳型2を識別する識別情報が格納される。「パターンコード」の項目には、対応する鋳型IDによって識別される鋳型2を製造するために用いられる造型パターンを識別する識別情報が格納される。
【0057】
「位置」の項目には、対応する鋳型IDによって識別される鋳型2の搬送路上の位置を示す情報(以下「位置情報」という)が格納される。この実施形態では、搬送路上における鋳型2の位置として、位置P1〜P19が設定されている。この位置情報Pは、造型機40でひとつの鋳型2が造型されて鋳型2が一つ分搬送されることで順次P1からP19まで順にインクリメントされていく。位置P1が搬送装置70の搬送方向の最上流に位置し、下流にいくに従って、位置P2、位置P3、…と位置情報が割り振られている。位置P1は、造型機40による造型が行われる位置である。位置P2〜P4は、造型機40と検査装置20との間の位置である。位置P5は、検査装置20による撮影が行われる位置である。位置P6〜P17は、検査装置20と注湯機60との間の位置である。位置P9は、中子がセットされる位置である。位置P18は、注湯機60による注湯が行われる位置である。位置P19は、注湯された鋳型2を含む鋳枠が搬出される位置である。
【0058】
搬送装置70は、複数の鋳型2を搬送路上で順次移動させ、鋳型2を移動させる毎に、移動が完了した旨を示す信号(以下、「枠送り完了信号」という)を出力する。ラインコントローラ50は、搬送路において複数の鋳型2が移動される度に、鋳型2の識別情報に対応付ける位置情報を更新する。この実施形態では、ラインコントローラ50は、搬送装置70から枠送り完了信号を受信するたびに、鋳型管理テーブルに記憶されている鋳型情報に含まれる「位置情報」を1つ進めるとともに、新たな鋳型情報を鋳型管理テーブルに追加する。追加された鋳型情報には「位置」に位置P1を示す位置情報が格納される。なお、位置P19にある鋳枠が枠送りされると、鋳造システム1から搬出されることになる。
【0059】
すなわち、ラインコントローラ50は、鋳型2を造型した際に新しい鋳型情報を生成する。また、鋳型2の造型が完了して鋳型2を排出するときに、搬送装置70が1つの鋳型2を移動させ、それに伴って、他のライン上の鋳型2もすべて型ひとつ分だけ移動し、各鋳型2の位置情報(P1、P2、…PN)が順次インクリメントされていく。インクリメントされた位置情報は、ラインコントローラ50の鋳型情報テーブルに記憶される。ラインコントローラ50は、鋳型管理テーブルに記憶されている位置情報により、ラインのどこにどの鋳型2があるかを把握する。
【0060】
「鋳型検査結果」の項目は、「判定」及び「注湯可否」の項目を含む。「判定」の項目には、欠陥検査の判定結果を示す情報が格納される。「判定」の項目に格納される情報は、表示制御装置10の検査結果テーブルの「判定」の項目に格納される情報と同様である。
【0061】
「注湯可否」の項目には、注湯を行うか否かを示す情報(以下「注湯可否情報」という)が格納される。本実施形態では、中子をセットする作業者が、ディスプレイ31に表示される検査結果、又は鋳型2に光学的に表示された検査結果を視認することにより、鋳型2が注湯可能であるかを判断する。注湯可能であるかは、鋳型2に注湯することにより鋳造される鋳物に欠陥が発生しないかを、ディスプレイ31に表示される検査結果、又は鋳型2に光学的に表示された検査結果を作業者が目視することにより判断する。作業者は、入出力装置30を用いて判断結果を入力する。入出力装置30は、作業者の操作に応じて注湯可否情報をラインコントローラ50に送信する。ラインコントローラ50は、入出力装置30から受信した注湯可否情報を鋳型管理テーブルの「注湯可否」の項目に記憶する。ラインコントローラ50は、鋳型管理テーブルの「注湯可否」の項目に記憶されている情報に従い、注湯機60へ制御信号を送信する。なお、鋳型管理テーブルに含まれる項目は上述したものに限定されず、他の項目が鋳型管理テーブルに含まれていてもよい。
【0062】
(動作)
図8は、鋳造システム1における鋳物の製造工程を示す工程図である。造型工程S01において、ラインコントローラ50は、造型機40に造型を指示する旨の制御信号及び位置Pの鋳型情報を送信する。造型機40は、ラインコントローラ50から受信される鋳型情報に含まれるパターンコードで示される種類の鋳型2を製造する。
【0063】
搬送工程S02において、ラインコントローラ50は、搬送装置70に鋳型2の1ピッチ分の搬送を指示する制御信号(以下「搬送指示信号」という)を送信する。搬送装置70は、ラインコントローラ50から搬送指示信号を受信する毎に、搬送路上の鋳型2を1ピッチずつ搬送する制御を行う。鋳型2の搬送が完了すると、搬送装置70は、ラインコントローラ50に枠送り完了信号を送信する。ラインコントローラ50は、搬送装置70から枠送り完了信号を受信するたびに、搬送路上の鋳型2の鋳型情報に含まれる位置情報を更新する。搬送装置70により搬送路上の鋳型2が1ピッチずつ移動し、この移動が繰り返されることで、造型機40の位置にある鋳型2が検査装置20の位置まで移動する。
【0064】
検査工程S03において、検査装置20のセンサ21は、検査エリア(位置P5)に位置する鋳枠に形成された鋳型2を撮像(画像化)する。本実施形態では、センサ21は、位置P5に移動してきた鋳型2の上方から鋳型2を撮像する。センサ21の撮像範囲は、少なくとも位置P5にある鋳型2の表面(上面の全体)が撮像されるように予め設定されている。表示制御装置10は、位置P5にある鋳型2の鋳型情報に含まれるパターンコードと、生成した撮影データとを用いて、鋳型2の検査を行う。
【0065】
鋳型2の検査は、例えば以下のようにして行われる。表示制御装置10は、センサ21により撮影された撮像画像と予め登録された基準画像との差分を表す差分画像を生成し、生成した差分画像を粒子解析し、差分画像内の塊(ブロブ)を検出することにより、欠陥部分を特定する処理を行う。
【0066】
表示制御装置10は、検査結果を自装置の補助メモリ103に記憶する。検査結果は例えば、欠陥部分の位置を示すデータ、大きさを示すデータ、欠陥部分を表す画像データ、又は、欠陥を表す画像を基準画像に重畳した重畳画像データを含む。補助メモリ103への記憶処理が繰り返され、複数の鋳型2の検査結果が補助メモリ103に蓄積される。
【0067】
搬送工程S04において、ラインコントローラ50は、搬送工程S02と同様の処理を行い、搬送路上の鋳型2を1ピッチずつ搬送する。搬送装置70により搬送路上の鋳型2が1ピッチずつ移動し、この移動が繰り返されることで、検査装置20の位置にある鋳型2が中子セット場A1まで移動する。
【0068】
中子セット工程S05において、表示制御装置10は、位置P9の鋳枠に形成された鋳型2の検査結果を示すマーカ画像を表す画像データを、プロジェクタ80に出力するとともに、欠陥を表す画像を基準画像に重畳した重畳画像を表す画像データを入出力装置30に出力する。プロジェクタ80は、表示制御装置10から取得した画像データに従い、鋳型2の検査結果を示すマーカ画像を鋳型2上に投影することにより、検査結果を示すマーカを鋳型2上に光学的に表示する。また、入出力装置30は、表示制御装置10から取得した重畳画像をディスプレイ31に表示する。
【0069】
プロジェクタ80は、鋳型2が中子セット場A1に停止している間、検査結果であるマーカ画像を鋳型2に投影し続ける。また、入出力装置30は、鋳型2が中子セット場A1に停止している間、重畳画像をディスプレイ31に表示し続ける。中子セット場A1の作業者は、鋳型2上に投影されるマーカ画像、又はディスプレイ31に表示された重畳画像を参照し、鋳型2に中子をセットするか否かを判断する。例えば、作業者は、検査結果が正常である鋳型2に中子をセットし、検査結果が異常である鋳型2に中子をセットしない、といった作業を行う。この中子セットの作業と併せて、作業者は、正常と目視判定した場合には注湯OK、異常と目視判定した場合にはNGの注湯可否操作を行う。
【0070】
搬送工程S06において、ラインコントローラ50は、搬送工程S02と同様の処理を行い、搬送路上の鋳型2を1ピッチずつ搬送する。搬送装置70により搬送路上の鋳型2が1ピッチずつ移動し、この移動が繰り返されることで、中子セット場A1の鋳型2が注湯機60の位置まで移動する。
【0071】
注湯工程S07において、ラインコントローラ50は、注湯を指示する制御信号及び鋳型情報を注湯機60に送信する。注湯機60は、ラインコントローラ50から受信される制御信号に従い、鋳型情報に含まれるパターンコードに基づいて注湯を行う。このとき、ラインコントローラ50は、鋳型2の検査結果が正常である場合、鋳型2への注湯を指示する制御信号を注湯機60に送信し、検査結果が異常である場合、鋳型2への注湯を行わない旨の制御信号を注湯機60に送信する。
【0072】
搬送工程S08において、ラインコントローラ50は、搬送工程S02と同様の処理を行い、搬送路上の鋳型2を1ピッチずつ搬送する。搬送装置70により搬送路上の鋳型2が1ピッチずつ移動し、この移動が繰り返されることで、注湯機60の位置で注湯が行われた鋳型が鋳造システム1から搬出される。
【0073】
以上のように、鋳造システム1では、造型機40が鋳型2を製造し、表示制御装置10が鋳型2を検査する。そして、検査結果が正常である鋳型2に中子がセットされ、その後、中子がセットされた鋳型2に注湯機60が注湯を行う。また、鋳造システム1では、複数の鋳型2が搬送装置70により位置P1〜P19まで順に搬送される。すなわち、ひとつの鋳型2に対する造型工程S01と、別の鋳型2に対する検査工程S03と、さらに別の鋳型2に対する中子セット工程S05と、またさらに別の鋳型2に対する注湯工程S07とは、並行して行われる。
【0074】
次いで、表示制御装置10及びラインコントローラ50が行う、鋳型2の検査結果の投影処理について図面を参照しつつ説明する。
図9は、表示制御装置10及びラインコントローラ50が行う検査結果の投影処理の流れを例示するシーケンスチャートである。なお、一部のステップは並行して、又は、順序を替えて実行されてもよい。
【0075】
本実施形態において、中子セット場A1に在る、作業者の目の前にある鋳型2の識別情報は、その位置との関係でラインコントローラ50が把握している。中子セット場A1に在る、作業者の目の前にある鋳型2の検査結果の画像を、中子セット場A1に在るディスプレイ31に表示又はプロジェクタ80により投影するため、ラインコントローラ50は、表示制御装置10に、中子セット場A1の作業者の目の前にある鋳型2の検査結果画像を読み出すよう、鋳型2の識別情報を表示制御装置10に送信する。
【0076】
ステップS101において、ラインコントローラ50は、表示対象とする鋳型2を特定する。表示対象とする鋳型2の特定方法としては、例えば、ラインコントローラ50は、特定の位置にある鋳型2を特定する。特定の位置は例えば、中子セット場A1に対応する位置である。ラインコントローラ50は、特定した鋳型2の識別情報を表示制御装置10に送信する。表示制御装置10は、ラインコントローラ50から識別情報を受信する。表示制御装置10の特定部12は、受信した識別情報に対応する鋳型2を、表示対象とする鋳型2として特定する。
【0077】
ステップS102において、特定部12は、特定した鋳型2の検査結果画像を補助メモリ103から読み出すことにより、検査結果を取得する。補助メモリ103に記憶された検査結果は、搬送路に沿って搬送される複数の鋳型2の各々の検査結果である。本実施形態では、特定部12は、ラインコントローラ50からの識別情報に基づいて、補助メモリ103に記憶されている検査結果画像(撮像画像と基準画像とのその差分に基づいた型落ち部分のオブジェクト画像)を読み出す。
【0078】
ステップS103において、表示制御部11は、検査結果を示す画像データをプロジェクタ80に出力することにより、取得された検査結果により示される鋳型2の欠陥を示すマーカ画像を鋳型2に投影する。マーカ画像は例えば、鋳型2の欠陥の部分を囲む矩形の枠画像、又は楕円画像であってもよく、また、鋳型2の欠陥の部分を指し示す矢印画像であってもよい。また、マーカ画像は、センサ21により撮影された鋳型2の撮像画像において、基準画像との差異がある部分が強調された(例えば、色付けされた)画像であってもよい。また、マーカ画像は、鋳型2の欠陥の位置を記した文字列(「右上部に型落ちあり」といった文字列、等)の画像を含んでもよい。
【0079】
図10は、鋳型2に投影されるマーカ画像を例示した図である。
図10の例では、鋳枠3内の鋳型2において、検出された欠陥に対応する領域に矩形画像f11〜f13が投影される。すなわち、この実施形態では、表示制御部11は、プロジェクタ80を制御して、マーカ画像を鋳型2の欠陥に対応する位置に投影する。更に、
図10の例では、欠陥が検出された部分の大きさに相当する矩形図形を投影することにより、どの位置にどの程度の大きさの欠陥が検出されたかが表される。鋳型2は例えば、黒、白又はクリーム色であり、マーカ画像は例えば青白色である。なお、鋳型2及びマーカ画像の色はこれに限られず、他の色であってもよい。
【0080】
ところで、検査装置20における画像判定で型落ちのOK/NGを判定しても、鋳型2の形状によっては、型落ちのNGにする必要のない部分、例えば湯道と呼ばれる鋳物製品から切り離されるような部分にも、NG判定がされることがある。これをそのままNGとして注湯不可とすると、ライン全体の歩留まりが悪くなる。
【0081】
逆に、検査装置20における画像での型落ち判定がOKとなるような比較的小さな鋳型上の欠陥であっても、実際の鋳物製品になったときの製品不良として容認できないような欠陥もあり、このような鋳型に注湯して鋳物を制作すると、不良率が高まりライン全体の歩留まりが悪くなる。
【0082】
従い、その鋳型に注湯してよいか否かは、機械的な画像判定だけでなく、最終的に作業者がその画像による判定情報を参考にしながら、目視により最終判定をする必要がある。
【0083】
鋳造ライン上に居る作業者は、基本的に中子セット場A1か、注湯機60の周辺のみであり、型落ちを目視確認できるのは、現状の鋳造ラインでは中子セット場A1の作業者となる。
【0084】
一方で、型落ちを画像判定するための検査装置20は、中子セット場A1より少し手前の位置で撮像し、OK/NG判定することになるので、中子セット場A1の作業者に、目の前にある鋳型2の判定結果の画像を表示して見せるには、先に検査して記憶した画像を、その鋳型2が中子セット場A1にきた時点で、ラインコントローラ50の位置制御信号により表示制御装置10の検査結果テーブルから読み出して、ディスプレイ31に表示する。
【0085】
中子セット場A1の作業者は、ディスプレイ31に表示された画像を見ながら、目の前にある鋳型の画像、特に型落ち(NG)であると表示された部分を目視し、画像判定通りにNGとするか、そのまま注湯しても問題ないかを判定する。作業者は、自身の判定結果(OK/NG)を入出力装置30の操作部を用いて入力する。
【0086】
作業者による目視判定結果の入力は、簡易な2つのボタンでもよいし、PCのキーでもよいし、音声による入力その他、各種の公知の入力手段が採用され得る。中子セット場A1の作業者は、中子セットのほか、型合わせ前の各種作業があり、型落ちの目視判定・結果の入力をゆっくり行う時間がない。そのため、簡易に目視による判定結果を入力できることが好ましい。
【0087】
作業者の入力した目視判定結果(OK/NG)は、ラインコントローラ50に送信され、鋳型管理テーブルの目視判定結果として記憶される。
【0088】
以下に、
図11(a)にラインコントローラ50における鋳型管理テーブルの更新プロセスのフローチャートを示す。なお、一部のステップは並行して、又は、順序を替えて実行されてもよい。
【0089】
ステップS201において、ラインコントローラ50は、入出力装置30から作業者による判定結果を示す情報を受信する。
【0090】
ステップS202において、ラインコントローラ50は、受信した判定結果を鋳型管理テーブルに登録する。
【0091】
このように、中子セット場に居る作業者の目視による判定結果がラインコントローラ50に更新されることにより、
図7に示すように、個々の鋳型ごとに、注湯可否の情報が鋳型管理テーブルに登録されていくことになる。
【0092】
次に、上記のように注湯可否情報を更新登録した鋳型管理テーブルに基づき、ラインコントローラ50による注湯制御について、
図11(b)を用いて説明する。
【0093】
図11(b)はラインコントローラ50による注湯機60への注湯制御のフローチャートを示す。なお、一部のステップは並行して、又は、順序を替えて実行されてもよい。
【0094】
ステップS203において、ラインコントローラ50は、注湯機60に到着している鋳型2を鋳型IDにて特定する。
【0095】
ステップS204において、注湯機60に到着している鋳型2を鋳型IDに基づき、その鋳型の注湯可否を示す注湯可否信号を読み出す。
【0096】
ステップS205において、注湯可否信号が「注湯不可」の場合、ラインコントローラ50は、注湯機60に対し、注湯不可信号を出力する(ステップS206)。注湯機60は、この「注湯不可」の信号を受信すると、その鋳型には注湯を行わずに工程を進める。
【0097】
一方、ステップS205において、注湯可否信号が「注湯可」の場合、ラインコントローラ50は、注湯機60に対し、注湯可信号を出力する(ステップS207)。なお、この注湯機60に対するラインコントローラ50による「注湯可」信号の出力は、場合によっては無くても良い。これは、注湯機60が通常は到着した鋳型すべてに順次注湯することを基本に動作するため、注湯機60がラインコントローラ50から「注湯不可」の信号を受信しなければ、すべて注湯するように制御されることにより実現される。
【0098】
このようにして、注湯機60は、注湯機60の位置に到着した鋳型2に対し、ラインコントローラ50から受信した注湯可否信号に基づき注湯制御を行う。受信した注湯可否信号が「可」を示す場合、もしくは何も信号を受信しない場合、注湯機60は鋳型2に対し注湯を行う。一方、受信した注湯可否信号が「不可」を示す場合、注湯機60は鋳型2に対し注湯を行わない。
【0099】
本実施形態では、搬送路に沿って搬送される鋳型2上に、鋳型2の検査結果を示すマーカ画像が投影される。したがって、鋳型2の近くに居る作業者(例えば、中子のセット作業を行う作業者)は、作業対象である鋳型2の検査結果を、鋳型2を視認するだけで把握することができる。すなわち、作業者は、作業対象である鋳型2の検査結果を、別途設けられたディスプレイ等により確認する必要がない。これにより、作業対象である鋳型2の検査結果の把握に要する時間が短縮される。
【0100】
なお、この実施形態1では、表示制御装置10はラインコントローラ50とは別体の装置として構成されていた。これに代えて、ラインコントローラ50が表示制御装置10の機能を有していてもよい。すなわち、ラインコントローラ50と表示制御装置10とが一体の装置として構成されていてもよい。
【0101】
また、この実施形態1では、鋳型管理テーブルがラインコントローラ50の補助メモリに記憶されている構成を説明したが、鋳型管理テーブルは、表示制御装置10の補助メモリ103に記憶されていてもよく、また、他の装置に記憶されていてもよい。また、実施形態2では、鋳型2の検査結果が表示制御装置10の補助メモリ103に記憶されている構成を説明したが、鋳型2の検査結果が表示制御装置10に記憶されておらず、他の装置に記憶されていてもよい。
【0102】
〔実施形態2〕
本発明の他の実施形態について説明する。この実施形態が上述した実施形態1と異なる点は、表示制御装置10が行う鋳型2の検査結果の表示処理(
図9のステップS103の処理)の内容が異なる点である。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
【0103】
図12は、実施形態2に係る表示制御装置10Bの概略構成を示すブロック図である。上述の実施形態1では、表示制御装置10の表示制御部11は、プロジェクタ80を制御して鋳型の欠陥を示すマーカ画像を鋳型2に投影した。それに対しこの実施形態では、表示制御部11は、レーザ光源90を制御して鋳型2にレーザ光を照射することにより、鋳型2上にマーカを光学的に表示する。
【0104】
この例で、表示制御部11は、レーザ光源90を制御して、レーザ光を鋳型2の欠陥部分に対応する位置に照射する。より具体的には、表示制御部11は、所定の単位時間毎にレーザ光の照射方向を切り替えて鋳型2上の照射位置を単位時間毎に変化させ、その切り替え処理を繰り返すことにより、鋳型2の欠陥部分を囲む図形をレーザ光により鋳型2上に形成する。
【0105】
図13は、鋳型2に照射されるレーザ光を例示した図である。
図13の例では、鋳型2において、検出された欠陥部分を囲む図形f21〜f23が形成される。更に
図13の例では、レーザ光により、欠陥が検出された部分の大きさに相当する矩形図形(マーカ画像)が形成される。これにより、どの位置にどの程度の大きさの欠陥が検出されたかが表される。鋳型2は例えば、黒、白又はクリーム色であり、マーカ画像は例えば青白色である。なお、鋳型2及びマーカ画像の色はこれに限られず、他の色であってもよい。
【0106】
この実施形態において、表示制御部11は、欠陥の態様に応じてレーザ光の照射態様を異ならせてもよい。欠陥の態様は例えば、欠陥の位置、形状、又は大きさである。レーザ光の照射態様は例えば、レーザ光の照射位置、照射方向、光の強度、レーザ光の色、又は点灯パターンである。例えば、表示制御部11は、欠陥の大きさによってレーザ光の色又は強度を異ならせてもよい。
【0107】
また、この実施形態において、表示制御部11は、複数のレーザ光源を制御し、鋳型2へのレーザ光の照射を制御してもよい。例えば、表示制御部11は、レーザ光の色がそれぞれ異なる複数のレーザ光源を制御し、鋳型2に照射するレーザ光の色を欠陥の大きさによって異ならせてもよい。
【0108】
〔実施形態3〕
図14は、本実施形態に係る鋳造システム1Cの概略構成を示す図である。
図14の例では、1つの工場の中に複数の鋳造ラインL1、L2、L3、…が併設されている。鋳造ラインL1、L2、L3、…はそれぞれ、
図2に示した鋳造システム1を含む。特に、鋳造ラインL1、L2、L3、…はそれぞれ、表示制御装置10、入出力装置30、ラインコントローラ50、及びゲートウェイGWを含む。表示制御装置10、入出力装置30、及びラインコントローラ50は、上述の実施形態1のそれらと同様である。
【0109】
表示制御装置10、ラインコントローラ50、及び入出力装置30に記憶されている各データは、ゲートウェイGW、及びネットワーク4を通じてその工場の管理サーバ5に統合して整理及び管理される。
【0110】
統合・整理された管理サーバ5のデータは、現状の、あるいは過去データを含むトレーサビリティデータとして工場管理のPC又はモバイル端末等の監視モニタ6に、その状況が表示される。監視モニタ6には、各ラインの稼働状況、型落ち状況(不良率、等)、不良原因の解析、対策アドバイス、等が表示される。例えば、その工場の各ラインでの全体の不良率のほか、型落ちの有無、どのラインでいつ型落ちが発生したか、といった内容がグラフィックで表示される。
【0111】
型落ちしているとの情報に関しては、その鋳型2に関する他の情報、例えば、その鋳型2に関する砂性状データ、造型時の制御データ、鋳型強度の特定結果データ、気温、温度等の外部情報、実際の検査結果画像、も表示される。
【0112】
トレーサビリティデータとしては、過去の不良率と、不良に占める型落ちによる不良発生率の表示、対策のアドバイス等を行えるようになっている。
【0113】
〔実施形態4〕
図15は、本実施形態に係る鋳造システム1Dの概略構成を示す図である。鋳造システム1Dは、1つの工場8の中に複数の鋳造ラインが併設された鋳造システム1Cを、複数備える。各鋳造システム1Cでは、鋳造ライン毎に管理が行われる。各鋳造システム1Cの管理サーバ5は、ネットワーク4を介して統合監視サーバ7と接続される。統合監視サーバ7は、複数の管理サーバ5からデータを受信し、データの整理及び管理を行う。
【0114】
本実施形態では、複数ラインを含む工場を、複数監視することができる。この場合、工場毎の管理は、上述の実施形態3のそれと同様である。
【0115】
多工場の管理においては、各工場の統合監視サーバ7に整理、記憶された各種データが、ネットワーク4を通じて、各工場8の管理サーバ5に集められる。集められた各種データは、実施形態3と同様に、整理及び記憶され、各工場8において、不良率や、型落ちの状況を画面等で監視できるようになっている。
【0116】
〔変形例〕
上述の実施形態1において、表示制御部11が、搬送装置70により搬送される鋳型2の位置に追従させて、マーカ画像の投影方向(又はレーザ光の照射方向)を変更してもよい。この場合、表示制御部11は、ラインコントローラ50から鋳型2の位置に関する情報を取得し、取得した情報に従って投影方向(又は照射方向)を制御する。位置に関する情報は例えば、プロジェクタ80に対する鋳型2の相対的な位置を示す情報、鋳型2の絶対位置を示す情報、搬送装置70による鋳型2の搬送速度である。この態様によれば、鋳型2が移動する場合であっても、マーカを鋳型2の位置に追従させて鋳型2上にマーカを光学的に表示することができる。これにより、鋳型2の作業者は、作業対象である鋳型2の検査結果を、鋳型2を視認するだけで把握することができる。
【0117】
上述の各実施形態では、鋳型2の検査結果を鋳型2上に光学的に表示する場合の構成を説明した。本発明に係る表示制御装置は、上述した実施形態で示したシステム以外のシステムにも適用され得る。例えば、本発明に係る表示制御装置は、鋳型を用いて製造された鋳物の欠陥を検査した検査結果を、その鋳物上に光学的に表示してもよい。
【0118】
上述の実施形態1では、表示制御装置10は、ディスプレイ31に鋳型2の検査結果を表示させる制御を行った。鋳造システム1がディスプレイ31を備えない構成であってもよい。この場合、作業者は、鋳型2上に光学的に表示される検査結果を目視することにより、鋳型2の検査結果を把握する。
【0119】
上述の各実施形態における表示制御装置10が実装する機能が、複数の装置により分担されて実装されてもよい。例えば、上記実施形態1に係る表示制御装置10の少なくとも一部の機能が、クラウド上のサーバに実装されていてもよい。この場合、表示制御装置10とサーバがネットワークを介して通信することにより、上記実施形態1に係る表示制御装置10が実現される。
【0120】
この場合、サーバは、型落ち検出装置として演算と画像データの保管機能に加えて、型落ちが発生しないようにするために砂性状や造型時のデータとの関連を分析して、対策などをアドバイスする。
【0121】
サーバには例えば、鋳型2の検査に関するデータ、及び、ライン上の各装置から得られる分析用データが蓄積される。鋳型2の検査に関するデータは例えば、検査装置20で撮影した画像と検査に使用した基準画像、検査結果画像に型落ち部分をマーキングした合成画像、検査処理に関するパラメータである。分析用データは例えば、造型前の砂性状(CB、水分、砂温、圧縮強度、通気度、等)、造型時の制御データ(エアレーション波形、スクイズ圧力波形、離型剤の塗布量、等)、造型後の鋳型強度測定データ、工場の環境データ(気温、湿度、等)、である。ライン上の分析用データは、検査データと紐付けされて保管される。
【0122】
サーバが提供する機能は例えば、過去の不要発生状況の推移確認(年/月/日別や製品別の見える化など)、過去の蓄積データから不良率予測や対策のアドバイス、である。
【0123】
〔ソフトウェアによる実現例〕
表示制御装置10、検査装置20、入出力装置30、及びラインコントローラ50の制御ブロック(特に表示制御部11及び特定部12)は、集積回路(ICチップ)等に形成された論理回路(ハードウェア)によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
【0124】
後者の場合、表示制御装置10、検査装置20、入出力装置30、及び/又はラインコントローラ50は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば1つ以上のプロセッサを備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記プロセッサとしては、例えばCPU(Central Processing Unit)を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ROM(Read Only Memory)等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムを展開するRAMなどをさらに備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体(通信ネットワークや放送波等)を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
【0125】
〔付記事項〕
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。上述した実施形態に含まれる個々の技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても、本発明の技術的範囲に含まれる。