ホーム > 特許ランキング > ＮＯＶＥＬＩＳ ＩＮＣ．
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-08-23
(45)【発行日】2024-09-18
(54)【発明の名称】鋳型からの金属分離の検出
(51)【国際特許分類】
B22D 11/16 20060101AFI20240910BHJP
B22D 11/049 20060101ALI20240910BHJP
【ＦＩ】
B22D11/16 104R
B22D11/049
【請求項の数】
27
(21)【出願番号】P 2023504427
(86)(22)【出願日】2021-07-23
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2023-08-17
(86)【国際出願番号】 US2021042969
(87)【国際公開番号】W WO2022020717
(87)【国際公開日】2022-01-27
【審査請求日】2023-01-20
(31)【優先権主張番号】62/705,945
(32)【優先日】2020-07-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】62/705,947
(32)【優先日】2020-07-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】506110243
【氏名又は名称】ノベリス・インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】ＮＯＶＥＬＩＳ ＩＮＣ．
(74)【代理人】
【識別番号】100099759
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100123582
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 真二
(74)【代理人】
【識別番号】100123593
【弁理士】
【氏名又は名称】関根 宣夫
(72)【発明者】
【氏名】マッカラム，ジョン ロバート バスター
(72)【発明者】
【氏名】ワグスタッフ，ロバート ブルース
(72)【発明者】
【氏名】コズミッキ，マイケル アール
(72)【発明者】
【氏名】フェントン，ウェイン ジェイ
【審査官】祢屋 健太郎
(56)【参考文献】
【文献】特開昭６１－０３７３５２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５３－１０８０３５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－０７５８４０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－２１０７５７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５７－１５６８６２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６２－０６１７５７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１０－１２８５０４（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭５９－１２００４９（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開昭５５－１３９１５７（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２２Ｄ １１／１６
Ｂ２２Ｄ １１／０４９
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
金型の金属収縮を検出するためのシステムであって、金属を受けて収容するための金型であって、第１の側、前記第１の側の反対側の第２の側、及び前記第１の側と前記第２の側との間にまたがる複数の壁を含む、前記金型と、
前記金型の前記第１の側に面し、前記金型の前記第１の側の少なくとも一部を含む視野を有するカメラと、
前記金型の前記第２の側に向けられた光を放射するために前記金型の前記第２の側に面する光源であって、前記金属が前記複数の壁のうちの少なくとも１つから分離されたとき、前記放射された光は前記金型の前記第１の側を通って前記カメラに可視である、前記光源と、
を備え、
前記システムは、
前記カメラからのデータに少なくとも部分的に基づいて、前記複数の壁のうちの前記少なくとも１つと前記金属との間に可視である光を検出することと、
前記複数の壁のうちの前記少なくとも１つからの前記金属の分離が、前記複数の壁のうちの前記少なくとも１つと前記金属との間に可視であるように検出された前記光に少なくとも部分的に基づいて発生しているかどうかを判定することと、
を行うように構成される、前記システム。
【請求項2】
前記金型の前記第１の側は前記金属を受けるための開放上部であり、前記金型の前記第２の側は前記金属が前記金型から出ることを可能にする開放底部である、または、前記金型の前記第１の側は前記金属が前記金型から出ることを可能にする開放底部であり、前記金型の前記第２の側は前記金属を受けるための開放上部である、請求項１に記載のシステム。
【請求項3】
前記金型は第１の金型であり、前記カメラの前記視野は前記第１の金型及び第２の金型を含み、前記システムは、前記第１の金型及び前記第２の金型の一方または両方で、前記複数の壁のうちの少なくとも１つからの前記金属の分離を検出でき、前記システムは、さらに、前記複数の壁のうちの少なくとも１つと前記金属との分離が発生しているかどうかの判定に少なくとも部分的に基づいて、応答を送信するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項4】
前記光源は、３８０～７４０ｎｍの波長で光を放射することが可能である複数の発光ダイオードである、請求項１～３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項5】
底部を有する前記金型の上に位置付けられ、前記金属を収容するためのチャネルを画定する容器をさらに備え、前記容器の前記底部は、前記容器から前記金型まで前記金属を流すための１つ以上の開口を画定し、前記システムは、さらに、前記複数の壁のうちの少なくとも１つと前記金属との分離が発生していると判定されたかに少なくとも部分的に基づいて、前記容器から前記金型までの前記金属の流れを調整するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項6】
前記カメラは第１のカメラであり、前記システムは、さらに、前記第１のカメラの視野とは異なる視野を伴う第２のカメラを備え、前記複数の壁のうちの少なくとも１つと前記金属との間に光が可視であるかどうかを検出することは、前記第１のカメラまたは前記第２のカメラの一方または両方からのデータに基づいている、請求項５に記載のシステム。
【請求項7】
前記金型は第１の金型であり、前記システムは、さらに、第１の側、前記第１の側の反対側の第２の側、及び前記第１の側と前記第２の側との間にまたがる複数の側壁を含む第２の金型を備え、前記第２のカメラは、前記第２の金型の前記第１の側を含む視野を有する、請求項６に記載のシステム。
【請求項8】
前記システムは、さらに、前記第１のカメラからのデータに少なくとも部分的に基づいて、前記第１の金型の前記複数の側壁のうちの少なくとも１つと前記金属との間に光が可視であるかどうかを検出し、前記第２のカメラからのデータに少なくとも部分的に基づいて、前記第２の金型の前記複数の側壁のうちの少なくとも１つと前記金属との間に光が可視であるかどうかを検出するように構成される、請求項７に記載のシステム。
【請求項9】
前記システムは、さらに、前記金型の上に位置付けられ、前記金属を前記金型に堆積するように構成されたロンダーを備え、前記ロンダーは、前記金属を受けるためのチャネルを画定し、前記金型への前記金属の流量を制御するように構成された流量制御デバイスを備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項10】
前記システムは、さらに、少なくとも前記複数の壁のうちの少なくとも１つと前記金属との分離が発生しているかどうかの判定に基づいて、前記金型への前記金属の前記流量を制御するように構成される、請求項９に記載のシステム。
【請求項11】
前記流量制御デバイスの少なくとも一部は、前記ロンダーの底部によって画定された開口に隣接して位置付け可能であり、前記金型への前記金属の前記流量を制御することは、少なくとも前記開口に対する前記流量制御デバイスの位置を変更することを含む、請求項１０に記載のシステム。
【請求項12】
前記チャネルから前記金型までの前記金属の前記流れを調整することは、さらに、前記複数の壁のうちの少なくとも１つと前記金属との前記分離のサイズを判定することと、
前記分離の前記サイズを閾値と比較することと、
前記分離の前記サイズが前記閾値よりも小さい場合に前記金属の前記流れを増加させること、または、前記分離の前記サイズが前記閾値よりも大きい場合に前記金属の前記流れを停止もしくは減少させることと、
を含む、請求項５に記載のシステム。
【請求項13】
前記１つ以上の開口のうちの１つの開口に隣接して少なくとも部分的に位置付けられた流量制御デバイスをさらに備え、前記金属の前記流れを増加させること、または前記金属の前記流れを停止もしくは減少させることは、前記開口のサイズを変化させる流量制御デバイスの位置を調整することを含む、請求項１２に記載のシステム。
【請求項14】
前記金属の前記流れを増加させることは、前記流量制御デバイスを調整して前記開口の前記サイズを増加させることを含む、または前記流れを停止もしくは減少させることは、前記流量制御デバイスを調整して前記開口の前記サイズを減少させることを含む、請求項１３に記載のシステム。
【請求項15】
前記流量制御デバイスは、ピン、バルブ、栓、または漏斗のうちの少なくとも１つを含む、請求項９または１３に記載のシステム。
【請求項16】
金型から分離する金属を検出する方法であって、前記金属を前記金型に受けさせることであって、前記金型は、第１の面、前記第１の面に対向する第２の面、及び前記第１の面と前記第２の面との間にまたがる複数の側壁を含み、前記複数の側壁のうちの少なくとも１つは前記金属に接触する、前記受けさせることと、
少なくとも前記第１の面の少なくとも一部の視野を有するカメラから受信したデータに基づいて、前記金型の前記複数の側壁のうちの少なくとも１つと前記金属との間に光が存在するかを検出することであって、光源は、前記光を放射し、前記第２の面に隣接して位置付けられ、前記光を前記第２の面に向ける、前記検出することと、
少なくとも前記光が存在するかを検出することに基づいて、前記金属が前記金型の前記複数の側壁のうちの少なくとも１つから引き離されているかを判定することと、
を含む、前記方法。
【請求項17】
少なくとも前記金属が前記金型の前記複数の側壁のうちの少なくとも１つから引き離されていると判定することに基づいて、応答を送信することをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項18】
前記応答は、少なくとも１つのアラートメッセージを送信すること、またはアラームを発報することを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項19】
前記金属を前記金型に受けさせることは、前記金属を前記金型に堆積するように構成された流量制御デバイスを動作させることを含み、前記流量制御デバイスは、前記金型への前記金属の流量を変化させるように動作可能である、請求項１６に記載の方法。
【請求項20】
少なくとも前記金属が前記金型の前記複数の側壁のうちの少なくとも１つから引き離されていると判定することに基づいて、前記金型への前記金属の前記流量を調整するように前記流量制御デバイスを動作させることをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項21】
前記金型への前記金属の前記流量を調整することは、前記複数の側壁のうちの少なくとも１つと前記金属との分離のサイズを判定することと、
前記分離の前記サイズを閾値と比較することと、
前記分離の前記サイズが前記閾値よりも小さい場合に前記金属の前記流量を増加させること、または、前記分離の前記サイズが前記閾値よりも大きい場合に前記金属の前記流量を停止もしくは減少させることと、
を含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項22】
前記金属が前記金型の前記複数の側壁のうちの少なくとも１つから引き離されている場所を識別することをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項23】
前記カメラからのデータまたは前記金型の外側の環境に配置された光センサーからのデータに基づいて、前記金型の外側の前記環境における環境光の色を識別することと、前記光源を制御して、前記識別された色とは異なる色または複数の色を伴う光を生成することと、
をさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項24】
前記金型の前記複数の側壁のうちの少なくとも１つと前記金属との間の光を検出することは、さらに、前記金型の前記第１の面の少なくとも一部の視野を有する第２のカメラからデータを受信することを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項25】
前記金型の前記複数の側壁のうちの少なくとも１つの間の光を検出することは、さらに、前記カメラを移動させて前記視野を変化させることを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項26】
前記カメラを移動させることは、少なくとも、複数の金型のうちの１つ以上の金型の前記第１の面または前記第２の面の１つ以上の部分を含むように前記視野を変化させることを含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項27】
前記金属が前記金型の前記複数の側壁のうちの少なくとも１つから引き離されていると判定することは、さらに、前記金型または前記金属に関して受信した情報に基づいている、請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本願は、２０２０年７月２３日に出願され「ＤＥＴＥＣＴＩＮＧ ＭＥＴＡＬ ＳＥＰＡＲＡＴＩＯＮ ＦＲＯＭ ＣＡＳＴＩＮＧ ＭＯＬＤ」と題された米国仮出願第６２／７０５，９４５号、及び２０２０年７月２３日に出願され、「Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｃａｓｔｉｎｇ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ」と題された米国仮出願第６２／７０５，９４７号の利益及び優先権を主張し、これらの特許文献の両方の内容は、全ての目的のためにそれらの全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本願は、２０２０年７月２３日に出願され「ＤＥＴＥＣＴＩＮＧ ＭＥＴＡＬ ＳＥＰＡＲＡＴＩＯＮ ＦＲＯＭ ＣＡＳＴＩＮＧ ＭＯＬＤ」と題された米国仮出願第６２／７０５，９４５号、及び２０２０年７月２３日に出願され、「Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｃａｓｔｉｎｇ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ」と題された米国仮出願第６２／７０５，９４７号の利益及び優先権を主張し、これらの特許文献の両方の内容は、全ての目的のためにそれらの全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【0002】
本開示は、概して、金属鋳造に関し、より具体的には、金属鋳造プロセスを監視するための関連するプロセス及びシステムに関する。
【背景技術】
【0003】
溶融金属を金型に堆積させて金属インゴットを作成し得る。これらの金属インゴットは、例えば、直接チル（ＤＣ）鋳造または電磁鋳造（ＥＭＣ）を使用して形成され得る。ＤＣ鋳造では、通常、溶融金属は浅い水冷金型に注がれる。金型は、入れ子式油圧テーブルに取り付けられた底ブロックを含み、仮底を形成し得る。底部ブロックは、溶融金属が金型内に堆積する前に、金型の底またはその近くに位置付けられ得る。溶融金属が金型内に堆積すると、溶融金属が型穴を充填し、金型の外側及び下部を冷却できる。溶融金属は冷却され凝固し始め得、溶融コアの周りに固体金属または半固体金属のシェルを形成する。底部ブロックが下降すると、追加の溶融金属を型穴に供給できる。
【0004】
凝固中、冷却されている金属は収縮して金型壁から引き離され得、ギャップがある状態になる。追加の溶融金属が型穴に供給されるとき、新たに加えられた溶融金属は、金型壁とインゴットシェルとの間のギャップを通ってインゴットの外側に流れ落ち得る。溶融金属が冷却液に接触する及び／または冷却液を取り込む場合、爆発を起こし得る。さらに、溶融金属がギャップ内で凝固する場合、底部ブロックが下降し続けるため、インゴットが金型内で詰まり得、インゴットの底部と底部ブロックとの間にスペースがある状態になる。最終的に、インゴットの重量により、インゴットが金型から下側の底部ブロックの上に落ち、溶融金属を金型から鋳造環境に飛び散らせる。
【0005】
インゴットと金型との間のギャップに関連するリスクを軽減するために、オペレーターまたは複数のオペレーターは鋳造プロセス中に金型のエッジを観察し得、本人が直接またはビデオ監視システムを用いてのいずれかで、そのようなギャップを探す。しかしながら、ギャップが小さい、または見えにくいため、オペレーターまたは複数のオペレーターがギャップを見逃しまたは見落とし得る。さらに、いくつかの金型が同時に使用され得、オペレーターもしくは複数のオペレーターが複数の金型に注意を向ける必要がある、または多くのオペレーターが様々な金型を監視する必要がある。
【発明の概要】
【0006】
実施形態という用語及び類似の用語は、本開示の主題の全て及び下記の特許請求の範囲を広義に指すことを意図している。これらの用語を含む記述は、本明細書に説明される主題を限定するものではない、または、下記の特許請求の範囲の意味もしくは範囲を限定するものではないと理解されたい。本明細書で網羅される本開示の実施形態は、この発明の概要ではなく、下記の特許請求の範囲によって定義される。この発明の概要は、本開示の様々な態様の高精度の概要であり、下記の発明を実施するための形態のセクションでさらに説明される概念の一部を紹介している。この発明の概要は、特許請求される主題の重要または本質的な特徴を特定することを意図しておらず、また、特許請求される主題の範囲を決定するために単独で使用することも意図していない。主題は、本開示の明細書全体、図面のいずれかまたは全て、及び各請求項の適切な部分を参照することによって理解されたい。
【0007】
本明細書の特定の例は、鋳造プロセス中に鋳型から分離する金属を検出するためのシステム及び方法に対応するものである。様々な例では、鋳造プロセス中に、溶融金属及び／または凝固金属を収容するための１つ以上の金型を利用する。金型の少なくとも１つは、金型の上部と底部との間にまたがるいくつかの側壁を有し得る。金型の上部及び底部は開き得、開放上部を通して溶融金属を堆積させ、開放底部を通して凝固金属を出すことが可能になる。本システムは１つ以上のカメラを含み得、少なくとも１つのカメラは金型の少なくとも一部を含む視野を有する。例えば、１つ以上のカメラの視野は金型の上部を含み得る。光源は、金型に隣接して位置付けられ、例えば、１つ以上のカメラのように、金型の反対側に位置付けられ得る。光源は、金型に光を向けるように位置付けられ得る。例えば、光源は、金型の底部から金型の上部にあるカメラに向かって光を照らすように位置付けられ得る。コンピューターシステムを使用して、カメラから受信した画像データに基づいて、金型内の凝固金属と金型の側壁との間で光が可視であるかどうかを検出し得る。コンピューターシステムは、例えば、システムが金型内の凝固金属と金型の側壁との間に光が可視であることを検出しているかどうかに基づいて、金型内の金属が金型の側壁から分離しているかどうかを判定し得る。
【0008】
様々な例では、凝固金属と金型側壁との間に予期しないギャップを検出するためのシステムが提供される。本システムは、金型、カメラ、光源、プロセッサ、及びメモリを含み得る。金型は、第１の側、第１の側の反対側の第２の側、及び第１の側と第２の側との間にまたがるいくつかの壁を有し得る。カメラは、金型の第１の側に隣接して位置付けられ、金型の第１の側を含む視野を有し得る。光源は、金型の第２の側に隣接して位置付けられ、金型の第２の側に向けられ得、その結果、凝固金属が金型壁の少なくとも１つから分離しているとき、光源からの光が金型の第１の側を通ってカメラに可視であるようになり得る。メモリは命令を含み得、命令によって、プロセッサによって実行されるとき、システムに、カメラからのデータに少なくとも部分的に基づいて、金型側壁と凝固金属との間の光を検出させ、検出された光に少なくとも部分的に基づいて、金型側壁と凝固金属との分離が発生しているかどうかを判定させ得る。
【0009】
様々な例では、金型から分離する凝固金属を検出するためのコンピューター実施方法が提供される。本方法は、２つの対向する面と、２つの対向する面の間にまたがる複数の側壁とを伴う金型内に溶融金属を受けることを含み得る。金型は、溶融金属が冷却及び凝固する際に、溶融金属と接触する少なくとも１つの側壁を有し得る。少なくとも金型の第１の面の少なくとも一部の視野を有するカメラから受信したデータに基づいて、金型の少なくとも１つの側壁と凝固金属との間の光を検出し得る。光源は、金型の第２の面に隣接して位置付けられ、光を金型の第２の面に向け得る。本方法は、さらに、検出された光に基づいて、凝固金属が金型の側壁から引き離されているかどうかを判定することを含み得る。
【0010】
様々な例では、鋳型から分離する金属を検出するためのシステムが提供される。本システムは、金型、ロンダー、カメラ、ライト、及びコンピューターシステムを含み得る。金型は、金属を受けて収容し得る。金型は、第１の側、第１の側の反対側の第２の側、及び第１の側と第２の側との間にまたがる複数の側壁を有し得る。ロンダーは、金型の上に位置付けられ得、溶融金属を収容するためのチャネルと、溶融金属をロンダーから金型に移送するための１つ以上の開口部とを含み得る。カメラは、金型の第１の側を含む視野を有し得る。光は、金型の第２の側に隣接して位置付けられ得、光を金型の第２の側に向け得る。凝固金属が金型壁の少なくとも１つから分離するとき、金型の第１の側を通って光がカメラに可視であるようになり得る。コンピューターシステムは、１つ以上のプロセッサと、メモリと、メモリに記憶され、１つ以上のプロセッサによって実行可能なコンピューター実行可能命令とを含み得る。コンピューター実行可能命令は、コンピューターシステムに、カメラからのデータに少なくとも部分的に基づいて、金型側壁と凝固金属との間に光が可視であるかどうかを検出させ、検出された光に少なくとも部分的に基づいて、金型側壁と凝固金属との分離が発生しているかどうかを判定させ、チャネルから金型への溶融金属の流れを調整させ得る。
【0011】
様々な例では、金型から分離する金属を検出するためのシステムが提供される。本システムは、金属を受けて収容するように構成された金型であって、第１の側、第１の側の反対側の第２の側、及び第１の側と第２の側との間にまたがる複数の側壁を含む、金型と、底部を有する金型の上に位置付けられ、金属を収容するためのチャネルを画定する容器であって、金型の底部は容器から金型まで金属を流すための１つ以上の開口を画定する、容器と、金型の第１の側を含む視野を有するカメラと、光を金型の第２の側に向けるために、金型の第２の側に隣接して位置付けられるライトであって、金属が複数の側壁のうちの少なくとも１つから分離されるとき、光は金型の第１の側を通ってカメラに可視である、ライトと、を含み得る。本システムは、カメラからのデータに少なくとも部分的に基づいて、複数の側壁のうちの少なくとも１つと金属との間に光が可視であるかどうかを検出し、複数の側壁のうちの少なくとも１つと金属との間に可視であるように光が検出されるかどうかに少なくとも部分的に基づいて、複数の側壁のうちの少なくとも１つと金属との分離が発生しているかどうかを判定して、複数の側壁のうちの少なくとも１つと金属との分離が発生していると判定されたかに少なくとも部分的に基づいて、容器から金型までの金属の流れを調整し得る。
【0012】
他の目的及び利点は、以下の非限定的な例の詳細な説明から明らかであろう。
【0013】
本明細書は、以下の添付の図を参照しており、異なる図における同様の参照番号の使用について、同様または類似の構成要素を示すことを意図している。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】様々な実施形態による、金型から分離する金属の凝固を検出するためのシステムの断面側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
本明細書で使用される場合、「発明（ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ）」、「本発明（ｔｈｅ ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ）」、「本発明（ｔｈｉｓ ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ）」、及び「本発明（ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ）」という用語は、本特許出願の全ての主題及び下記の特許請求の範囲を広義に指すことが意図される。これらの用語を含む記述は、本明細書に説明される主題を制限するものではない、または下記の本特許の特許請求の範囲の意味もしくは範囲を制限するものではないと理解されたい。本発明の実施形態の主題は、法定要件を満たすために特異性を用いて本明細書に説明されているが、この説明は、必ずしも、特許請求の範囲を制限することを意図していない。特許請求される主題は、他の方法で具現化され得、異なる要素またはステップを含み得、他の既存の技術または将来の技術と併せて使用され得る。この説明は、個々のステップの順序または要素の配置が明示的に説明されるときを除き、様々なステップまたは要素の中のまたはそれらの間の特定の順序または配置を暗示するとして解釈するべきではない。本明細書で使用される場合、「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」の意味は、別段文脈により明確に指示されない限り、単数形及び複数形の言及を含む。
【0016】
本開示の特定の態様は金属等の任意のタイプの材料での使用に適し得るが、本開示の特定の態様はアルミニウムでの使用に特に適し得る。
【0017】
本明細書に開示される全ての範囲は、それに含まれるあらゆる部分的範囲が包含されると理解されたい。例えば、記載された範囲「１～１０」は、最小値１～最大値１０（及びこれらを含む）の、あらゆる部分的範囲を含むと考えるべきである。すなわち、全ての部分的範囲は、１以上の最小値（例えば、１～６．１）から始まり、１０以下の最大値（例えば、５．５～１０）で終わる。
【0018】
以下の例は、一緒に用いられるが、そのいかなる制限をもたらさないで、本発明を説明するのにさらに役立つであろう。これに対して、本明細書の説明を読んだ後、本発明の主旨から逸脱することなく、当業者にそれ自体を示唆し得る、様々な実施形態、それらの改変物、及び均等物が参照され得ると明確に理解されたい。
【0019】
図１及び図２は、特定の実施形態による、金型１２０及び関連するコンポーネントの少なくとも１つの側壁から分離する凝固金属１１４を検出するための検出システム１００を示す。検出システム１００は任意の数のコンポーネントを含み得るが、様々な実施形態では、検出システム１００は、インゴット１１０、金型１２０、カメラ１４０、光源１５０、コンピューターシステム１６０を含む。図１及び図２に示されるように、検出システム１００はロンダー１３０をさらに含むものとして示されるが、検出システム１００は追加または代替のコンポーネントを含み得る。
【0020】
インゴット１１０は、溶融金属１１２及び凝固金属１１４を含み得る。様々な例では、凝固金属１１４は、金型１２０の壁に接触して冷却された溶融金属１１２である。例示的な例では、溶融金属１１２が金型１２０内に堆積され、凝固し始め、凝固金属１１４を形成する。金型１２０の底部ブロック１２２は、溶融金属１１２が金型１２０の上部に加えられる間、着実に下降できる。溶融金属１１２の追加は、凝固金属１１４の壁によって囲まれた溶融金属１１２のポケットを作成し、インゴット１１０を連続的に長くできる。
【0021】
インゴット１１０は、溶融温度に加熱されることが可能であるいずれかの金属または金属の組み合わせから形成され得る。非限定的な例では、インゴット１１０を形成するために使用された金属はアルミニウムを含む。追加的または代替的に、インゴット１１０を形成するために使用された金属は、鉄、マグネシウム、または金属の組み合わせを含み得る。
【0022】
１つ以上の金型１２０（以下、個々にまたはまとめて「金型」と呼ぶ）は、検出システム１００の一部として提供され得る。金型１２０は、１つ以上の金型開口部に溶融金属１１２を受け得る。溶融金属１１２が冷却されて凝固金属１１４になるとき、金型１２０によって収容され、溶融金属１１２はある形状に形成され得る。凝固金属１１４によって（例えば、冷却されると）、１つ以上の金型出口を通って金型１２０を出る場合がある。様々な実施形態では、金型１２０は、４つの側壁、溶融金属１１２を受けるための開放上部、及び凝固金属１１４が出ることができる開放底部を伴う長方形であり得る。金型１２０は、追加的または代替的に、一般に金型１２０が直接チル鋳造に使用される場合であり得るように、インゴット１１０を形成するために底部ブロック１２２を有し得る、またはそれと協働し得る。底部ブロック１２２は可動式または静止式であり得る。いくつかの実施形態では、可動底部１２２は、伸縮式油圧テーブルに取り付けられた始動ヘッドであり得る。代替の実施形態では、金型１２０は、溶融金属１１２を鋳造するのに適した任意のタイプ及び形状であり得る。
【0023】
金型１２０は、追加的または代替的に、溶融金属１１２の冷却を補助し、凝固金属１１４を形成し得る。非限定的な例では、金型１２０は水冷金型である。しかしながら、金型１２０は、金型壁の冷却を遅らせるために壁を加熱し得る（例えば、大野式連続鋳造法（ＯＣＣ）に従って金型を利用する）。金型１２０は、また、空気、グリコール、または任意の適切な冷却媒体のうちの１つ以上を使用する冷却システムを含み得る。
【0024】
溶融金属１１２は、金型１２０に隣接して位置付けられた１つ以上のロンダー１３０によって堆積できる。ロンダー１３０は、溶融金属１１２を金型１２０に分配するための１つ以上の開口部を含み得る。様々な実施形態では、ロンダー１３０は、金型１２０の上に位置付けられ、１つ以上の開口部から金型１２０に溶融金属１１２を堆積させ得る。ロンダー１３０は、溶融金属１１２を収容及び分配するのに適した任意のサイズ及び形状であり得る。示されるように、ロンダー１３０は、溶融金属１１２を収容するためのＵ字型チャネルを伴う長方形の形状を有する。
【0025】
ロンダー１３０は、さらに、流量制御デバイス１３２を含み得る。流量制御デバイス１３２は、ロンダー１３０から金型１２０への溶融金属１１２の流量を制御し得る。例示的な例として、流量制御デバイス１３２はピン１３４を含み得る。ピン１３４は、ロンダー１３０の開口部１３６に位置付けできる。ピンが開口部に対して下方に移動すると、ピンと開口部との間の環が小さくなるように、開口部１３６及び／またはピン１３４は先細りにできる。ピン１３４を上昇及び／または下降させることによって、ロンダー１３０から出る溶融金属１１２の流れを調整できる。例えば、ピン１３４が上昇すると、ピンと開口部１３６との間の環を拡大でき、ロンダー１３０から流出する溶融金属１１２を増加させる（例えば、実線で示される）。さらに、ピン１３４が下降すると、ピンと開口１３６との間の環を収縮でき、ロンダー１３０から出る溶融金属１１２の流れを減少及び／または停止させる（例えば、破線で示される）。
【0026】
ピン１３４は、コンピューターシステム１６０によって自動的に上昇及び／または下降できる。例えば、ピン１３４を自動的に上昇及び／または下降させ、金型１２０の溶融金属１１２の高さを設定点の範囲内に維持し得る。ピン１３４は、追加的または代替的に、ギャップ１１６のサイズが特定の範囲内にあると検出したことに応答して自動的に上昇及び／または下降し得る。しかしながら、ピン１３４は手動で上昇及び／または下降し得る。いくつかの例では、手動によるピン１３４の上昇及び／または下降は、コンピューターシステム１６０によって指示され得る。様々な実施形態では、ピン１３４は、金型１２０への溶融金属１１２の流れを調整するために、一定の時間間隔で上昇及び下降できる（例えば、ピンを振動できる）。ピン１３４が振動すると、溶融金属１１２が金型１２０に流れ、金型１２０の溶融金属の表面張力が乱れる可能性がある。金型１２０の溶融金属１１２の表面張力が乱れると、金型内の溶融金属の表面に沿って、例えばギャップ１１６内に溶融金属をより容易に流すことができる。さらなる実施形態では、流量制御デバイス１３２は、追加的または代替的に、バルブ、栓、漏斗、または他の適切な構造を含み得る。
【0027】
検出システム１００は、さらに、静止画像または動画をキャプチャすることが可能である１つ以上のカメラ１４０を含み得る。カメラ１４０は、金型１２０に面して位置付けられ得、またはそうでなければ、金型１２０の少なくとも一部を含む視野１４２を有し得る。様々な実施形態では、カメラ１４０は、金型１２０の上部の少なくとも一部を含む視野１４２を伴う金型１２０の上に位置付けられる。カメラ１４０は、追加的または代替的に、金型１２０の底部の少なくとも一部を含む視野を伴う金型１２０の下に位置付けられ得る。様々な実施形態では、カメラ１４０は可動である及び／または変化する視野１４２を有する。
【0028】
検出システム１００は、連動して動作する複数のカメラ１４０を含み得る。複数のカメラ１４０は、隣接するまたは重なる視野１４２を有するように位置付けられ得る。例えば、２つのカメラ１４０は、金型１２０の上に異なる高さに取り付けられ得、金型１２０の上部の重なる視野１４２を有し得る。別の例として、カメラ１４０のそれぞれが金型１２０の片側の一部の視野１４２を有するように、２つのカメラ１４０を取り付け得る。視野１４２のそれぞれを組み合わせて、金型１２０の側面全体または対象の他の集合領域の画像を形成し得る。
【0029】
光源１５０は、カメラ１４０のように、金型１２０の反対側に位置付けられ得る。図３を説明するときに下記に説明されるように、光源１５０は金型１２０に向けて直接光を放射するように位置付けられ得、その結果、ギャップ１１６（示されるように、見やすくするために、ギャップ１１６のサイズは誇張されている）が金型１２０の少なくとも１つの側壁と凝固金属１１４との間に存在する場合、放射光がギャップ１１６を照らす。非限定的な例では、カメラ１４０は金型１２０の上に位置付けられ、光源１５０は金型１２０の下に位置付けられ、光を上方に向けて放射する。代替的に、光源１５０は、金型１２０の上に位置付けられ、光を下方に向けて放射し得、カメラ１４０は金型１２０の下に位置付けられる。さらなる例では、ライト及びカメラは、金型の同じ側に位置付けられ得る。存在する場合、ギャップ１１６を通って可視である放射光は、カメラ１４０によってキャプチャ、登録、及び／または検出され得る。放射光は間接的に移動している光であり得、またはその光を含み得、光源１５０からギャップ１１６を通ってカメラ１４０まで移動するとき、跳ね返っている、反射している、及び／または屈折している。例えば、光はギャップ１１６を通って移動するとき、凝固金属１１４及び／または金型１２０に反射し得る。しかしながら、光は、ほとんどまたは全く反射または屈折しないで、光源１５０からギャップ１１６を通ってカメラ１４０まで、直接移動している光であり得る、またはその光を含み得る。
【0030】
光源１５０は、単色の光を放射し得る、または、複数の色の間で変化することが可能であり得る。色は可視スペクトルまたは赤外線スペクトルであり得る。非限定的な例では、光源１５０は、色を変化させることが可能であるＬＥＤを含む。光源１５０は、白熱灯、コンパクト蛍光灯、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、発光ダイオード（ＬＥＤ）、蛍光管、ネオンランプ、高輝度放電ランプ、または他の発光体を、個々にまたは組み合わせて含み得る。さらに、光源１５０は、光を直接放射し、光を生成することが可能であるコンポーネントに対応し得る、及び／または、追加的もしくは代替的に、光を間接的に放射し、光を標的焦点領域に反射する、もしくは向けることが可能である１つ以上の反射面もしくは他の要素を含み得る。さらなる非限定的な例は、光を導くための鏡または光ファイバーケーブルを含む。
【0031】
検出システム１００はコンピューターシステム１６０を含み得る。コンピューターシステム１６０は、コンピューター実行可能命令を実行するためのハードウェア及びソフトウェアを含み得る。例えば、コンピューターシステム１６０は、コンピューター実行可能命令を実行するために、メモリ、プロセッサ、及びオペレーティングシステムを含み得る（図５）。コンピューターシステム１６０は、有線接続または無線接続（例えば、ブルートゥース（登録商標））を介して他のデバイスと通信することが可能であるハードウェアまたはソフトウェアを有し得る。コンピューターシステム１６０は、流量制御デバイス１３２、カメラ１４０、光源１５０、アラーム１７０（図２）、またはセンサー１８０（図２）のうちの１つ、いくつかの組み合わせ、または全てと通信し得る。
【0032】
複数の実施形態では、コンピューターシステム１６０は単一の物理的場所にある。例えば、コンピューターシステム１６０はハードウェア及びソフトウェアであり得、それらは、金型１２０と同じ製造施設に位置し、ローカル通信ネットワーク（例えば、Ｗｉ－ＦｉまたはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ）を通じて、カメラ１４０及び／または光源１５０と通信する。追加的または代替的に、複数のコンピューターシステム１６０は、カメラ１４０及び／または光源１５０と通信し得る、及び／または複数の物理的場所に位置し得る。例えば、コンピューターシステム１６０は、任意の数のインターネット接続コンピューティングコンポーネントを含むクラウドコンピューティングシステムであり得る。
【0033】
コンピューターシステム１６０はハードウェア及びソフトウェアを含み得、それらは、カメラ１４０からデータを受信するステップと、受信したデータを分析して金型１２０と凝固金属１１４との間の光を検出するステップと、金属１１４が金型１２０から分離しているかどうかを判定するステップの実行を可能にする。これらのステップの一部または全ては、単一のコンピューターシステム１６０または複数のコンピューターシステムによって行われ得る。
【0034】
【0035】
コンピューターシステム１６０は、凝固金属１１４が金型１２０から分離していることが判定された後、ユーザーに警告し得る（例えば、金型１２０と凝固金属１１４との間にギャップ１１６等のギャップが存在することで、光源１５０からの光はカメラ１４０によって検出される）。コンピューターシステム１６０は、また、アラーム１７０と通信し得る。例えば、コンピューターシステム１６０は、（カメラ１４０が、ギャップ１１６を通る光をキャプチャ、登録、及び／または検出するとき等）金型１２０の１つ以上の側壁と凝固金属１１４との間にギャップ１１６が存在するとの判定（例えば、コンピューターシステム１６０によって行われた判定）に応答して、アラーム１７０を発報し得る。アラーム１７０は、ユーザーの注意を引くこと及び／または情報をユーザーに伝えることが可能である、ベル、ライト、サイレン、ディスプレイ、スピーカー、または任意の他の物体に対応する、またはこれらを含み得る。
【0036】
アラーム１７０を発報することに加えて、またはその代わりに、他のアクションが指示され得る。様々な実施形態では、金型１２０への溶融金属１１２の流れの変化は、アラーム１７０の発報と一緒に、またはその発報の代わりに導入され得る。例えば、流量制御デバイス１３２は、金型１２０への溶融金属１１２の流量、量、または他の流れの特性を増加、減少、またはそうでなければ変化させるように制御され得る。様々な実施形態では、追加的または代替的に、アラートを表示、記録、送信、またはそうでなければユーザーもしくはシステムの別の態様に通信し得る（例えば、アラーム１７０の発報及び／または溶融金属１１２の流れの変化とは独立して、またはそれらに連動して行われ得る）。
【0037】
様々な実施形態では、光源１５０は、検出システム１００の環境に存在する他の色とは異なる光の色を利用し得る。そのような機能は、センサー１８０によって容易にされ得る。センサー１８０は、周囲の製造環境で光を検出し、そのようなデータをコンピューターシステム１６０に通信し得る。非限定的な例では、周囲環境は赤信号を含む。センサー１８０は赤色光を検出し、そのデータをコンピューターシステム１６０に送信する。そのデータに基づいて、コンピューターシステム１６０は信号を光源１５０に送信し、緑色光及び／または赤以外の光色を生成する。様々な実施形態では、光源１５０は、セットアップ中に技術者によって調整され、カメラ１４０の視野に現れる色に影響を与え得、そうでなければ、凝固金属１１４と金型１２０の側面との間のギャップ１１６の存在を判定するために識別できる光を収集するカメラ１４０の能力に悪影響を与える可能性がある金型１２０の周囲環境等、関連する周囲環境内の他の光及び／または他の物体の色とは異なる光色を生成し得る。追加的または代替的に、いくつかの実施形態では、周囲の製造環境に存在し得る周辺光及び／または光の色もしくはタイプは、センサー１８０または他の適切な入力によって検出され、コンピューターシステム１６０によってフィルタリングされ、例えば、ギャップ１１６の存在を判定するために関連する放射光の検出を容易にし得る。
【0038】
図２に示されるように、検出システム１００は、複数の金型１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃを含み得る。複数の金型１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃは、溶融金属１１２をロンダー１３０から受けるように位置付けられ得る。代替として、複数の金型１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃは、溶融金属１１２を複数のロンダー１３０から受け得る。複数の金型１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃは、全て、同じタイプの合金、及び／または溶融金属１１２の組み合わせを受け得るが、金型１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃのそれぞれは、異なるタイプの合金及び／または溶融金属の組み合わせを受け得る。
【0039】
様々な実施形態では、１つ以上のカメラ１４０及び／または１つ以上の光源１５０は、複数の金型１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃの周りに位置付けられる。例えば、２つのカメラ１４０は、第１の金型１２０Ａの少なくとも一部を含む視野１４２が重なるように位置付けられ得る。追加のカメラ１４０は、第１の金型１２０Ａ及び第２の金型１２０Ｂの少なくとも一部を含む視野１４２を有するように位置付けられ得る。可動カメラ１４０は、さらに、第３の金型１２０Ｃの少なくとも一部を含む視野１４２を伴って位置付けられ得る。１つ以上の光源１５０は、１つ以上のカメラ１４０のように、複数の金型１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃの反対側に位置付けられ得る。
【0040】
図３を参照すると、図１及び図２のカメラ１４０の視野１４２の例が示される。視野１４２は、金型１２０、溶融金属１１２、及び凝固金属１１４を含み得る。また、視野１４２は、存在する場合、金型１２０の少なくとも１つの側壁と、ギャップ１１６を（例えば、光源１５０から）照らす光１５２との間に、ギャップ１１６を含み得る。示されるように、視野１４２は、金型１２０の一方の側面（例えば、上面）及び金型１２０の全周を含む。しかしながら、視野１４２は、金型１２０の周囲のサブ部、例えば金型１２０Ａ、１２０Ｂ、及び１２０Ｃ等の複数の金型の部分、金型１２０の複数の側面、または複数の金型１２０Ａ、１２０Ｂ、及び１２０Ｃの複数の側面を含み得る。
【0041】
一例として、視野１４２は、４つの象限（例えば、Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ）に分割されているように示される。しかしながら、視野１４２は、より多いまたはより少ない数の象限を含み得る。単一のカメラ１４０は、４象限全てを含む視野１４２を有し得る。しかしながら、単一のカメラ１４０は、単一の象限に対応する視野１４２を有し得る。追加的または代替的に、単一のカメラ１４０は、象限の組み合わせに対応する視野１４２を有し得る。いくつかの実施形態では、単一のカメラ１４０は、カメラ１４０が切り替えできる複数の視野１４２（例えば、各象限は異なる視野１４２である）を有し得る。例えば、可動カメラ１４０は、カメラ１４０が金型１２０の上部の周りをパンすると、視野１４２の間で切り替わり得る。
【0042】
様々な実施形態では、象限は、インゴット１１０及び／または金型１２０の場所の座標に対応する指標を含み得る。いくつかの実施形態では、コンピューターシステム１６０は、ギャップ１１６が存在することを判定し、次に、座標を使用してギャップ１１６の場所を判定できる。
【0043】
図４は、いくつかの実施形態による、検出システム１００を使用して、金型１２０の側壁と凝固金属１１４との間のギャップ１１６を識別するためのプロセス４００の例を表すフローチャートである。プロセス４００の一部または全て（または本明細書に説明される任意の他のプロセス、またはその変形及び／または組み合わせ）は、実行可能命令で構成された１つ以上のコンピューターシステムの制御下で行われ得、ハードウェアによって、またはその組み合わせで、１つ以上のプロセッサ上でまとめて実行するコード（例えば、実行可能命令、１つ以上のコンピュータープログラム、または１つ以上のアプリケーション）として実装され得る。コードは、例えば、１つ以上のプロセッサによって実行可能な複数の命令を含むコンピュータープログラムの形式で、コンピューター可読記憶媒体上に記憶され得る。コンピューター可読記憶媒体は非一過性であり得る。さらに、特に断りのない限り、プロセスに示される行為は示される順序で行われる必要はない、及び／または複数の実施形態では、いくつかの行為は省略できる。
【0044】
４０２において、プロセス４００は、溶融金属１１２等の金属を、金型１２０等の１つ以上の金型に堆積させることを含み得る。溶融金属１１２は、本明細書に説明されるように、ロンダー１３０によって金型１２０に堆積され得る。ロンダー１３０は、ロンダー１３０の１つ以上の開口部を通って溶融金属１１２を金型１２０に堆積させ得る。流量制御デバイス１３２を制御することによって、金型１２０に入る溶融金属１１２の量または流量は調整され得る。溶融金属１１２は、金型１２０の１つ以上の開口部を通って金型１２０に入り得る。金型１２０に含まれる溶融金属１１２は、金型１２０の１つまたは全ての側壁に接触し得る。溶融金属１１２の温度は金型１２０に入った後に低下し得、溶融金属１１２は冷却され、凝固金属１１４になり得る。凝固金属１１４は、金型１２０の側壁から離れて収縮し得、凝固金属１１４と金型１２０の側壁との間に１つ以上のギャップ１１６を形成させる。
【0045】
プロセス４００は、４０３において、上述の光源１５０等の光源から、光１５２等の光を放射することを含み得る。光源１５０は、金型１２０の反対側に位置付けられ、カメラ１４０等のカメラのレンズに向かって光１５２を放射するように配向できる。凝固金属１１４が金型１２０の全ての側面に接触している場合、金型１２０の凝固金属１１４は放射光１５２を遮断する可能性がある。しかしながら、凝固金属１１４と金型１２０との間にギャップ１１６等のギャップがある場合、放射光はギャップ１１６を通って移動し、カメラ１４０が見ることができる。光源１５０は、複数の色を含む光１５２を放射し得る。例えば、光源１５０は、周囲環境で目に可視である光の色とは異なる特定の色の光を放射できる。いくつかの実施形態では、センサー１８０を使用して、周囲環境の光源を検出する。場合によっては、センサー１８０は検出された光データをコンピューターシステム１６０等のコンピューターに送信し、コンピューターシステム１６０は、検出された光の色以外の色で光１５２を照らす命令を光源１５０に送信する。
【0046】
プロセス４００は、４０４において、金型１２０の側壁と凝固金属１１４との間で光を検出することを含み得る。検出された光は、光源１５０によって放射された光１５２であり得る。いくつかの実施形態では、検出された光１５２は周囲環境の周辺光である。光１５２は、金型１２０と凝固金属１１４との間のギャップ１１６を通って移動した後に検出できる。カメラ１４０は、ギャップ１１６を通る光を見ることができる。次に、カメラ１４０は、金型１２０と凝固金属１１４との間に光が可視であることを示すデータをコンピューターシステム１６０に送信できる。コンピューターシステム１６０は、データを処理し、金型１２０の側壁と凝固金属１１４との間で光が検出されていることを判定できる。
【0047】
プロセス４００は、４０６において、凝固金属１１４が金型１２０から分離していると判定したことを含み得る。コンピューターシステム１６０は、金型１２０の側壁と凝固金属１１４との間で光１５２が検出されているかを判定することによって、凝固金属１１４が金型１２０から分離していることを判定する。いくつかの実施形態では、コンピューターシステム１６０は、カメラ１４０から受信したデータを処理し、凝固金属１１４が金型１２０の少なくとも１つの側壁から分離しているかを判定できる。コンピューターシステム１６０は、そのデータを処理し、可視データが金型１２０と凝固金属１１４との間の光１５２を含むかを判定できる。金型１２０と凝固金属１１４との間に光１５２がある場合、コンピューターシステム１６０は、凝固金属１１４が金型１２０の側壁から引き離されていると判定できる。例示的な例では、コンピューターシステム１６０は、カメラ１４０から視覚データを受信し、マシンビジョンアプリケーションを使用してデータを処理する。マシンビジョンアプリケーションは、視覚データを分析して、光１５２が可視であるか及び／または定義された特定の条件が視覚データに存在するかを判定する。次に、マシンビジョンアプリケーションは、そのデータを別のアプリケーションに送信し、及び／または凝固金属１１４が金型１２０の側壁から引き離されていると判定できる。
【0048】
コンピューターシステム１６０は、カメラ１４０から受信した追加または代替のデータを使用して、凝固金属１１４が金型１２０から引き離されていると判定し得る。いくつかの実施形態では、コンピューターシステム１６０は、金型１２０及び／または凝固金属１１４に関する情報を、データソース（例えば、データベース）から受信して、凝固金属１１４が金型１２０から分離しているかどうかを判定するのを補助できる。例示的な例では、第１の金型１２０Ａ及び第２の金型１２０Ｂがカメラ１４０によって監視される。コンピューターシステム１６０は、第１の金型１２０Ａの凝固金属１１４が第２の金型１２０Ｂの凝固金属１１４よりも第１の金型１２０Ａから分離する可能性が高いという情報を受信する（例えば、第１の金型１２０Ａは、第２の金型１２０Ｂよりも冷却源に近い領域に位置し得、第１の金型の凝固金属１１４をより急速に冷却され、第１の金型１２０Ａの壁から離れて収縮する可能性が高くなる）。受信した情報に応答して、コンピューターシステム１６０は、第１の金型１２０Ａをより多くカメラ１４０の視野１４２内に維持するように、カメラ１４０を方向付ける。
【0049】
プロセス４００は、４０８において、凝固金属１１４が金型１２０の側壁から分離しているというコンピューターシステム１６０の判定に応答することを含み得る。応答は、ユーザーへのアラートを送信することを含み得る。アラートは、コンピューターシステム１６０によってユーザーに送信され、凝固金属１１４が金型１２０から分離していることをユーザーに知らせ得る。例えば、アラートは、上述のアラーム１７０等のアラームを発報し、分離が発生していることをユーザーに警告し得る。アラートは、同様にまたは代替として、ユーザーの注意を引く及び／またはユーザーに分離を知らせるメッセージ、可視指示、または音声指示であり得る。
【0050】
コンピューターシステム１６０は、追加的または代替的に、金型１２０への溶融金属１１２の流量を変化させることによって、凝固金属１１４と金型１２０との分離に応答し得る。溶融金属１１２が金型１２０内に堆積すると、凝固金属１１４が金型から離れて収縮することによって生じたギャップ１１６に溶融金属１１２が流れ得る。例えば、溶融金属１１２を金型１２０に加えてギャップを充填できるように、ギャップ１１６は小さくなり得る。対照的に、例えば、溶融金属１１２が金型１２０に加えられ、ギャップ１１６を通って流れ、金型１２０の底から流出し得るように、ギャップ１１６は大きくなり得る。いくつかの実施形態では、ギャップ１１６を通って流れる溶融金属１１２は、爆発を起こす可能性のある水及び／または冷却液と接触し得る。したがって、コンピューターシステム１６０は、ギャップ１１６のサイズを判定し、その情報を使用して、ギャップ１１６に応答して流量を変化させるかどうかを判定し得る。
【0051】
様々な実施形態では、ギャップ１１６は、金型１２０への溶融金属１１２の流れを調整することによって充填できる。例えば、金型１２０への溶融金属１１２の流量は、流量制御デバイス１３２によって調整され得る。コンピューターシステム１６０がギャップ１１６を検出したこと（及び／またはギャップ１１６が充填を可能にするくらい十分小さいと検出したこと）に応答して、例えば、ピンを上昇させロンダー１３０の開口部を通る溶融金属の流量を増加させることによって、金型１２０への溶融金属１１２の流量を増加させることができる。追加的または代替的に、ある高さのピンを振動させて、金型１２０への溶融金属１１２の流量を変化させることができる。溶融金属１１２の増加及び／または変化した流量は、溶融金属１１２をギャップ１１６に流入させることができる。溶融金属１１２は冷却され、凝固金属１１４になり得る。凝固金属１１４は、ギャップ１１６を実質的にまたは完全に充填できる。充填されたギャップ１１６は、追加の溶融金属１１２がギャップを通って流れることを停止または防止できる。ギャップ１１６が大きい場合、コンピューターシステム１６０は、金型１２０への溶融金属１１２の流れを減少または停止させる命令を流量制御デバイス１３２に送信し得る。コンピューターシステム１６０は、また、命令をユーザーに送信することによって、流速の変化を指示し得る、または引き起こさせ得る。
【0052】
いくつかの実施形態では、プロセス４００は、金型１２０から分離する凝固金属１１４に応答するためのステップ４１０～４１４を含む。プロセス４００は、４１０において、凝固金属１１４と金型１２０との間のギャップ１１６のサイズを判定することを含み得る。様々な例では、コンピューターシステム１６０はカメラ１４０からのデータを受信し、そのデータは、凝固金属１１４と金型１２０との間のギャップ１１６においてカメラ１４０がキャプチャした光１５２の量を含む、または含有する。次に、コンピューターは、受信したデータで検出された光１５２の量を使用して、ギャップ１１６のサイズを判定する。
【0053】
プロセス４００は、４１２において、凝固金属１１４と金型１２０との間のギャップ１１６のサイズを閾値と比較することを含み得る。閾値はコンピューターシステム１６０によって受信され得、少なくとも形成されるインゴット１１０のタイプ、金型１２０のタイプ、及び／または検出システム１００の他の特徴に基づき得る。プロセス４００は、４１４において、ギャップ１１６と閾値との比較に基づいて、金型１２０への溶融金属１１２の流れを増加または減少させることを含み得る。例えば、ギャップ１１６が閾値未満である場合、金型１２０への溶融金属１１２の流れを増加させることができる。追加的または代替的に、ギャップ１１６が閾値よりも大きい場合、金型１２０への溶融金属１１２の流れを減少及び／または停止させることができる。
【0054】
図５は、図１に示されるように、金型１２０から分離する凝固金属１１４を検出するためのシステムとともに使用するための例示的なコンピューターシステム５００である。いくつかの実施形態では、コンピューターシステム５００は、プロセス４００のステップの１つ、一部、または全てを行う。しかしながら、コンピューターシステム５００は、追加及び／または代替のステップを行い得る。様々な実施形態では、コンピューターシステム５００は、デジタル的に実装され、従来のコンピューターコンポーネントを使用してプログラム可能であるコントローラ５１０を含む。コントローラ５１０は、特定の例（例えば、図１に示されるような機器を含む）に接続して使用され、そのような例のプロセスを実行し得る。コントローラ５１０はプロセッサ５１２を含み、プロセッサ５１２は、メモリ５１８内の有形コンピューター可読媒体（または、他の媒体の中でも特にポータブル媒体、サーバー、もしくはクラウド内等の他の場所）に記憶されたコードを実行して、コントローラ５１０にデータを受信及び処理させ、アクションを行い、及び／または図１に示されるような機器のコンポーネントを制御する。コントローラ５１０は、データを処理し、産業機器を制御する等のアクションを行う一連の命令であるコードを実行できる任意のデバイスであり得る。非限定的な例として、コントローラ５１０は、デジタル的に実装された形態及び／またはプログラマブルＰＩＤコントローラ、プログラマブル論理コントローラ、マイクロプロセッサ、サーバー、デスクトップまたはラップトップパーソナルコンピューター、ラップトップパーソナルコンピューター、ハンドヘルドコンピューティングデバイス、及びモバイルデバイスの形態を取り得る。
【0055】
プロセッサ５１２の例は、任意の所望の処理回路、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理、ステートマシン、または他の好適な回路を含む。プロセッサ５１２は、１つのプロセッサまたは任意の数のプロセッサを含み得る。プロセッサ５１２は、バス５１４を介してメモリ５１８に記憶されたコードにアクセスできる。メモリ５１８は、コードを有形に具体化するように構成された任意の非一時的なコンピューター可読媒体であり得、電子デバイス、磁気デバイス、または光学デバイスを含み得る。メモリ５１８の例は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、フロッピーディスク、コンパクトディスク、デジタルビデオデバイス、磁気ディスク、ＡＳＩＣ、構成されたプロセッサ、または他の記憶デバイスを含む。
【0056】
命令は、実行可能コードとしてメモリ５１８またはプロセッサ５１２に記憶できる。命令は、任意の適切なコンピュータープログラミング言語で書かれたコードからコンパイラ及び／またはインタプリタによって生成されたプロセッサ固有の命令を含み得る。命令は、一連の設定点、光を検出するためのパラメータ、及びプログラムされたステップを含むアプリケーションの形態を取り得る。そのステップは、プロセッサ５１２によって実行されるとき、例えば、カメラ１４０を使用して金型１２０と凝固金属１１４との間の光１５２を検出し、光源１５０によって放射された光をキャプチャすることによって、凝固金属１１４が金型１２０から分離しているかをコントローラ５１０が判定することを可能にする。追加的または代替的に、命令はマシンビジョンアプリケーションのための命令を含み得る。
【0057】
図５に示されるコントローラ５１０は、コントローラ５１０が、コントローラ５１０の外部にあるデバイス及びシステムと通信できる入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース５１６を含み、それらのデバイス及びシステムは、流量制御デバイス１３２、カメラ１４０、光源１５０、アラーム１７０、及び／またはセンサー１８０等のコンポーネントを含む。入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース５１６は、また、必要に応じて、他の外部ソースから入力データを受信できる。そのようなソースは、コントロールパネル、その他のヒューマン／マシンインターフェース、コンピューター、サーバー、または他の機器を含み得、それらは、例えば、命令及びパラメータをコントローラ５１０に送信し、その性能及び動作を制御して、本発明の特定の例のプロセス等に関連して、凝固金属１１４が金型１２０から分離しているかを判定するために、コントローラ５１０がこれらのアプリケーションで命令を実行することを可能にするアプリケーションのプログラミングを記憶及び容易にすることができる。そして、上記のそのようなソースは、金型１２０と凝固金属１１４との間の光１５２を検出するために及び／または図１の検出システム１００等、凝固金属１１４が金型１２０から分離しているかを判定するために、その機能を実行する際にコントローラ５１０に必要または有用なデータの他のソースも含む。そのようなデータは、ネットワーク、有線、無線、バスを介して、または必要に応じて別の方法で、入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース５１６に通信できる。
【0058】
上記で引用された全ての特許、刊行物、及び要約は、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれる。例示された実施形態の態様を含む実施形態の前述の説明は、例示及び説明の目的だけのために提示されており、網羅的であること、または開示された正確な形態に限定することを意図するものではない。それらの多くの改変、適合、及び使用は、当業者には明らかであろう。
【0059】
態様の説明
上記で引用された全ての特許、刊行物、及び要約は、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれる。例示された実施形態の態様を含む実施形態の前述の説明は、例示及び説明の目的だけのために提示されており、網羅的であること、または開示された正確な形態に限定することを意図するものではない。それらの多くの改変、適合、及び使用は、当業者には明らかであろう。
上記で引用された全ての特許、刊行物、及び要約は、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれる。例示された実施形態の態様を含む実施形態の前述の説明は、例示及び説明の目的だけのために提示されており、網羅的であること、または開示された正確な形態に限定することを意図するものではない。それらの多くの改変、適合、及び使用は、当業者には明らかであろう。
【0060】
態様１は、金型の金属収縮を検出するためのシステムであって、金属を受けて収容するための金型であって、第１の側、前記第１の側の反対側の第２の側、及び前記第１の側と前記第２の側との間にまたがる複数の壁を含む、前記金型と、前記金型の前記第１の側に面し、前記金型の前記第１の側の少なくとも一部を含む視野を有するカメラと、前記金型の前記第２の側に向けられた光を放射するために前記金型の前記第２の側に面する光源であって、前記金属が前記複数の壁のうちの少なくとも１つから分離されたとき、前記放射された光は前記金型の前記第１の側を通って前記カメラに可視である、前記光源と、を備え、前記システムは、前記カメラからのデータに少なくとも部分的に基づいて、前記複数の壁のうちの前記少なくとも１つと前記金属との間に可視である光を検出することと、前記複数の壁のうちの前記少なくとも１つからの前記金属の分離が、前記複数の壁のうちの前記少なくとも１つと前記金属との間に可視であるように検出された前記光に少なくとも部分的に基づいて発生しているかどうかを判定することと、を行うように構成されるシステムである。
【0061】
態様２は、前記金型の前記第１の側が前記金属を受けるための開放上部であり、前記金型の前記第２の側は前記金属が前記金型から出ることを可能にする開放底部である、または、前記金型の前記第１の側は前記金属が前記金型から出ることを可能にする開放底部であり、前記金型の前記第２の側は前記金属を受けるための開放上部である、態様（複数可）１（または、個々のもしくは組み合わせた先行もしくは後続のいずれかの他の態様）に記載のシステムである。
【0062】
態様３は、前記金型が第１の金型であり、前記カメラの前記視野は前記第１の金型及び第２の金型を含み、前記システムは、前記第１の金型及び前記第２の金型の一方または両方で、前記複数の壁のうちの少なくとも１つからの前記金属の分離を検出でき、前記システムは、さらに、前記複数の壁のうちの少なくとも１つと前記金属との分離が発生しているかどうかの判定に少なくとも部分的に基づいて、応答を送信するように構成される、態様（複数可）１（または、個々のもしくは組み合わせた先行もしくは後続のいずれかの他の態様）に記載のシステムである。
【0063】
態様４は、前記光源が、３８０～７４０ｎｍの波長で光を放射することが可能である複数の発光ダイオードである、態様１～３のいずれか１つ（または、個々のもしくは組み合わせた先行もしくは後続のいずれかの他の態様）に記載のシステムである。
【0064】
態様５は、底部を有する前記金型の上に位置付けられ、前記金属を収容するためのチャネルを画定する容器をさらに備え、前記容器の前記底部は、前記容器から前記金型まで前記金属を流すための１つ以上の開口を画定し、前記システムは、さらに、前記複数の壁のうちの少なくとも１つと前記金属との分離が発生していると判定されたかに少なくとも部分的に基づいて、前記容器から前記金型までの前記金属の流れを調整するように構成される、態様（複数可）１（または、個々のもしくは組み合わせた先行もしくは後続のいずれかの他の態様）に記載のシステムである。
【0065】
態様６は、前記カメラが第１のカメラであり、前記システムは、さらに、前記第１のカメラの視野とは異なる視野を伴う第２のカメラを備え、前記複数の壁のうちの少なくとも１つと前記金属との間に光が可視であるかどうかを検出することは、前記第１のカメラまたは前記第２のカメラの一方または両方からのデータに基づいている、態様（複数可）５（または、個々のもしくは組み合わせた先行もしくは後続のいずれかの他の態様）に記載のシステムである。
【0066】
態様７は、前記金型が第１の金型であり、前記システムは、さらに、第１の側、前記第１の側の反対側の第２の側、及び前記第１の側と前記第２の側との間にまたがる複数の側壁を含む第２の金型を備え、前記第２のカメラは、前記第２の金型の前記第１の側を含む視野を有する、態様（複数可）６（または、個々のもしくは組み合わせた先行もしくは後続のいずれかの他の態様）に記載のシステムである。
【0067】
態様８は、前記システムが、さらに、前記第１のカメラからのデータに少なくとも部分的に基づいて、前記第１の金型の前記複数の側壁のうちの少なくとも１つと前記金属との間に光が可視であるかどうかを検出し、前記第２のカメラからのデータに少なくとも部分的に基づいて、前記第２の金型の前記複数の側壁のうちの少なくとも１つと前記金属との間に光が可視であるかどうかを検出するように構成される、態様（複数可）７（または、個々のもしくは組み合わせた先行もしくは後続のいずれかの他の態様）に記載のシステムである。
【0068】
態様９は、前記システムが、さらに、前記金型の上に位置付けられ、前記金属を前記金型に堆積するように構成されたロンダーを備え、前記ロンダーは、前記金属を受けるためのチャネルを画定し、前記金型への前記金属の流量を制御するように構成された流量制御デバイスを備える、態様（複数可）１（または、個々のもしくは組み合わせた先行もしくは後続のいずれかの他の態様）に記載のシステムである。
【0069】
態様１０は、前記システムが、さらに、少なくとも前記複数の壁のうちの少なくとも１つと前記金属との分離が発生しているかどうかの判定に基づいて、前記金型への前記金属の前記流量を制御するように構成される、態様（複数可）９（または、個々のもしくは組み合わせた先行もしくは後続のいずれかの他の態様）に記載のシステムである。
【0070】
態様１１は、前記流量制御デバイスの少なくとも一部が、前記ロンダーの底部によって画定された開口に隣接して位置付け可能であり、前記金型への前記金属の前記流量を制御することは、少なくとも前記開口に対する前記流量制御デバイスの位置を変更することを含む、態様（複数可）１０（または、個々のもしくは組み合わせた先行もしくは後続のいずれかの他の態様）に記載のシステムである。
【0071】
態様１２は、前記チャネルから前記金型までの前記金属の前記流れを調整することが、さらに、前記複数の側壁のうちの少なくとも１つと前記金属との前記分離のサイズを判定することと、前記分離の前記サイズを閾値と比較することと、前記分離の前記サイズが前記閾値よりも小さい場合に前記金属の前記流れを増加させること、または、前記分離の前記サイズが前記閾値よりも大きい場合に前記金属の前記流れを停止もしくは減少させることと、を含む、態様（複数可）５（または、個々のもしくは組み合わせた先行もしくは後続のいずれかの他の態様）に記載のシステムである。
【0072】
態様１３は、前記１つ以上の開口のうちの１つの開口に隣接して少なくとも部分的に位置付けられた流量制御デバイスをさらに備え、前記金属の前記流れを増加させること、または前記金属の前記流れを停止もしくは減少させることは、前記開口のサイズを変化させる流量制御デバイスの位置を調整することを含む、態様（複数可）１２（または、個々のもしくは組み合わせた先行もしくは後続のいずれかの他の態様）に記載のシステムである。
【0073】
態様１４は、前記金属の前記流れを増加させることが、前記流量制御デバイスを調整して前記開口の前記サイズを増加させることを含む、または前記流れを停止もしくは減少させることは、前記流量制御デバイスを調整して前記開口の前記サイズを減少させることを含む、態様（複数可）１３（または、個々のもしくは組み合わせた先行もしくは後続のいずれかの他の態様）に記載のシステムである。
【0074】
態様１５は、前記流量制御デバイスが、ピン、バルブ、栓、または漏斗のうちの少なくとも１つを含む、態様９～１４のいずれか１つ（または、個々のもしくは組み合わせた先行もしくは後続のいずれかの他の態様）に記載のシステムである。
【0075】
態様１６は、金型から分離する金属を検出する方法であって、前記金属を前記金型に受けさせることであって、前記金型は、第１の面、前記第１の面に対向する第２の面、及び前記第１の面と前記第２の面との間にまたがる複数の側壁を含み、前記複数の側壁のうちの少なくとも１つは前記金属に接触する、前記受けさせることと、少なくとも前記第１の面の少なくとも一部の視野を有するカメラから受信したデータに基づいて、前記金型の前記複数の側壁のうちの少なくとも１つと前記金属との間に光が存在するかを検出することであって、光源は、前記光を放射し、前記第２の面に隣接して位置付けられ、前記光を前記第２の面に向ける、前記検出することと、少なくとも前記光が存在するかを検出することに基づいて、前記金属が前記金型の前記複数の側壁のうちの少なくとも１つから引き離されているかを判定することと、を含む、前記方法である。
【0076】
態様１７は、少なくとも前記金属が前記金型の前記複数の側壁のうちの少なくとも１つから引き離されていると判定することに基づいて、応答を送信することをさらに含む、態様（複数可）１６（または、個々のもしくは組み合わせた先行もしくは後続のいずれかの他の態様）に記載の方法である。
【0077】
態様１８は、前記応答が、少なくとも１つのアラートメッセージを送信すること、またはアラームを発報することを含む、態様（複数可）１７（または、個々のもしくは組み合わせた先行もしくは後続のいずれかの他の態様）に記載の方法である。
【0078】
態様１９は、前記金属を前記金型に受けさせることは、前記金属を前記金型に堆積するように構成された流量制御デバイスを動作させることを含み、前記流量制御デバイスは、前記金型への前記金属の流量を変化させるように動作可能である、態様（複数可）１６（または、個々のもしくは組み合わせた先行もしくは後続のいずれかの他の態様）に記載の方法である。
【0079】
態様２０は、少なくとも前記金属が前記金型の前記複数の側壁のうちの少なくとも１つから引き離されていると判定することに基づいて、前記金型への前記前記金属の流量を調整するように前記流量制御デバイスを動作させることをさらに含む、態様（複数可）１９（または、個々のもしくは組み合わせた先行もしくは後続のいずれかの他の態様）に記載の方法である。
【0080】
態様２１は、前記金型への前記金属の前記流量を調整することが、前記複数の側壁のうちの少なくとも１つと前記金属との分離のサイズを判定することと、前記分離の前記サイズを閾値と比較することと、前記分離の前記サイズが前記閾値よりも小さい場合に前記金属の前記流量を増加させること、または、前記分離の前記サイズが前記閾値よりも大きい場合に前記金属の前記流量を停止もしくは減少させることと、を含む、態様（複数可）２０（または、個々のもしくは組み合わせた先行もしくは後続のいずれかの他の態様）に記載の方法である。
【0081】
態様２２は、前記金属が前記金型の前記複数の側壁のうちの少なくとも１つから引き離されている場所を識別することをさらに含む、態様（複数可）１６（または、個々のもしくは組み合わせた先行もしくは後続のいずれかの他の態様）に記載の方法である。
【0082】
態様２３は、前記カメラからのデータまたは前記金型の外側の環境に配置された光センサーからのデータに基づいて、前記金型の外側の前記環境における環境光の色を識別することと、前記光源を制御して、前記識別された色とは異なる色または複数の色を伴う光を生成することと、をさらに含む、態様（複数可）１６（または、個々のもしくは組み合わせた先行もしくは後続のいずれかの他の態様）に記載の方法である。
【0083】
態様２４は、前記金型の前記複数の側壁のうちの少なくとも１つと前記金属との間の光を検出することが、さらに、前記金型の前記第１の面の少なくとも一部の視野を有する第２のカメラからデータを受信することを含む、態様（複数可）１６（または、個々のもしくは組み合わせた先行もしくは後続のいずれかの他の態様）に記載の方法である。
【0084】
態様２５は、前記金型の前記複数の側壁のうちの少なくとも１つの間の光を検出することが、さらに、前記カメラを移動させて前記視野を変化させることを含む、態様（複数可）１６（または、個々のもしくは組み合わせた先行もしくは後続のいずれかの他の態様）に記載の方法である。
【0085】
態様２６は、前記カメラを移動させることが、少なくとも、複数の金型のうちの１つ以上の金型の前記第１の面または前記第２の面の１つ以上の部分を含むように前記視野を変化させることを含む、態様（複数可）２５（または、個々のもしくは組み合わせた先行もしくは後続のいずれかの他の態様）に記載の方法である。
【0086】
態様２７、前記金属が前記金型の前記複数の側壁のうちの少なくとも１つから引き離されていると判定することが、さらに、前記金型または前記金属に関して受信した情報に基づいている、態様（複数可）１６（または、個々のもしくは組み合わせた先行もしくは後続のいずれかの他の態様）に記載の方法である。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】