7649369 処理剤投入装置および処理剤投入方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-03-11

(45)【発行日】2025-03-19

(54)【発明の名称】処理剤投入装置および処理剤投入方法

(51)【国際特許分類】

   F27D 3/00 20060101AFI20250312BHJP

   B22D 1/00 20060101ALI20250312BHJP

   B22D 27/20 20060101ALI20250312BHJP

   C21C 7/00 20060101ALI20250312BHJP

【ＦＩ】

F27D3/00 Z

B22D1/00 G

B22D1/00 F

B22D27/20 C

C21C7/00 P

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2023218541

(22)【出願日】2023-12-25

【審査請求日】2025-01-23

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000001052

【氏名又は名称】株式会社クボタ

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】平ノ上 祐樹

(72)【発明者】

【氏名】斉藤 大樹

(72)【発明者】

【氏名】千葉 大

(72)【発明者】

【氏名】柿▲崎▼ 守

(72)【発明者】

【氏名】塚本 学

(72)【発明者】

【氏名】中田 涼介

(72)【発明者】

【氏名】瀬川 貞徳

(72)【発明者】

【氏名】瀧澤 智哉

【審査官】松田 長親

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２２－９５８５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２２－９５３６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２１／０２５０１９（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２７Ｄ ３／００

Ｂ２２Ｄ １／００

Ｂ２５Ｊ １５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧力添加装置が備える処理剤収容部に処理剤を投入するための処理剤投入装置であり、
前記処理剤投入装置は、
前記処理剤収容部の開口部から前記処理剤収容部内に挿入されて処理剤を投入するための処理剤投入部と、
前記処理剤収容部の前記開口部に対する前記処理剤投入部の先端の位置を調整する位置調整機構と、
前記処理剤投入部を前記処理剤収容部内に挿入する処理剤投入部挿入機構と、
を備え、
前記処理剤投入部は、処理剤を内部に収容する本体部と、前記本体部内に収容された処理剤を前記本体部の外へ押し出す押出し部とから構成されている、
ことを特徴とする処理剤投入装置。

【請求項2】

前記処理剤収容部の前記開口部を撮像して、前記開口部を被写体として含む画像データを生成する撮像装置と、
前記画像データに基づいて、前記処理剤収容部内への前記処理剤投入部の挿入の可否を判定する処理剤投入部挿入可否判定部と、
をさらに備え、
前記撮像装置は、前記処理剤投入部の軸の延長線上の位置に配置されている、
ことを特徴とする、請求項１に記載の処理剤投入装置。

【請求項3】

前記処理剤投入装置に前記処理剤を供給するための処理剤セットレールをさらに備え、
前記処理剤投入部は、前記処理剤セットレールを介して処理剤が前記本体部内に供給されることを特徴とする、請求項１に記載の処理剤投入装置。

【請求項4】

光源をさらに備え、
前記光源は、前記光源からの光を前記処理剤収容部の前記開口部が設けられた開口面に対して斜めから照射できるように、前記開口面に対して傾けて配置されていることを特徴とする、請求項２に記載の処理剤投入装置。

【請求項5】

前記処理剤投入部は、前記本体部を、前記押出し部の先端から基部に向かう方向にスライド移動させるスライド駆動部をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の処理剤投入装置。

【請求項6】

前記位置調整機構は、前記処理剤投入部挿入可否判定部による判定結果に基づき、前記処理剤投入部を前記処理剤収容部内へ挿入可能なように、前記処理剤収容部の前記開口部に対する前記処理剤投入部の先端の相対位置を調整することを特徴とする、請求項２に記載の処理剤投入装置。

【請求項7】

前記位置調整機構は、前記処理剤収容部の前記開口部が設けられた開口面に沿う方向に前記処理剤投入部の前記先端を移動させることで、前記処理剤収容部の前記開口部に対する前記処理剤投入部の先端の相対位置を調整し、
前記処理剤投入部挿入機構は、前記開口面と交わる方向に前記処理剤投入部の前記先端を移動させることで、前記処理剤投入部を前記処理剤収容部内に挿入する、
ことを特徴とする、請求項１に記載の処理剤投入装置。

【請求項8】

前記処理剤収容部は、開口面に直交する方向の収容空間の断面積が一定である形状を有することを特徴とする、請求項７に記載の処理剤投入装置。

【請求項9】

請求項１から８のいずれか１項に記載の処理剤投入装置を用いて、圧力添加装置が備える処理剤収容部に処理剤を投入する方法であり、
前記処理剤投入部の前記本体部内に、前記処理剤を供給する処理剤供給工程と、
前記処理剤収容部の開口部に対する前記処理剤投入部の先端の位置を調整する位置調整工程と、
前記処理剤投入部を、前記処理剤収容部内に挿入する処理剤投入部挿入工程と、
前記処理剤投入部から前記処理剤収容部内に前記処理剤を投入する処理剤投入工程と、
を含むことを特徴とする、処理剤投入方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は処理剤投入装置および処理剤投入方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、溶融金属が入った取鍋を第１容器と第２容器とが形成する中空部に収容した状態で、当該中空部に圧力を添加可能である圧力容器と、前記第１容器を、前記第２容器に対して当接する当接位置と、当該当接が解除される当接解除位置との間で移動させる第１駆動部と、前記第２容器を、前記圧力が添加される圧力添加位置と、前記取鍋を設置する当該圧力添加位置とは異なる取鍋設置位置との間で移動させる第２駆動部と、前記圧力添加位置にて、前記中空部に前記取鍋を収容した状態で前記第１容器と前記第２容器とを締結する締結部と、前記締結され且つ前記圧力が添加された状態で前記溶融金属に処理剤を浸漬して当該溶融金属を撹拌する浸漬部と、を備えることを特徴とする圧力添加装置が開示されている。また、特許文献１には、当該圧力添加装置を用いて溶解炉で溶解された溶湯をダクタイル鋳鉄に溶製する際に、前記浸漬部が有する収容部に処理剤を収納し、溶融金属の脱硫および黒鉛球状化を行なう技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０２２－９５３６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の圧力添加装置の収容部は高所に位置しているため、収容部に処理剤を投入する作業は高所での作業となる。この作業を作業者が手作業で行う場合は危険を伴い、さらには作業性にも劣る。

【0005】

そこで、本発明の一形態は、圧力添加装置が備える処理剤収容部に処理剤を投入するための処理剤投入装置および処理剤投入方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る処理剤投入装置は、圧力添加装置が備える処理剤収容部に処理剤を投入するための処理剤投入装置であり、前記処理剤投入装置は、前記処理剤収容部の開口部から前記処理剤収容部内に挿入されて処理剤を投入するための処理剤投入部と、前記処理剤収容部の前記開口部に対する前記処理剤投入部の先端の位置を調整する位置調整機構と、前記処理剤投入部を前記処理剤収容部内に挿入する処理剤投入部挿入機構と、を備え、前記処理剤投入部は、処理剤を内部に収容する本体部と、前記本体部内に収容された処理剤を前記本体部の外へ押し出す押出し部とから構成されている構成である。

【0007】

前記の構成によれば、処理剤収容部内に処理剤を自動で投入することが可能となるため、処理剤収容部への処理剤の投入作業の安全性及び作業性が向上する。

【0008】

本発明の一態様に係る処理剤投入装置は、前記の構成において、前記処理剤収容部の前記開口部を撮像して、前記開口部を被写体として含む画像データを生成する撮像装置と、前記画像データに基づいて、前記処理剤収容部内への前記処理剤投入部の挿入の可否を判定する処理剤投入部挿入可否判定部と、をさらに備え、前記撮像装置は、前記処理剤投入部の軸の延長線上の位置に配置されている構成としてもよい。

【0009】

前記の構成によれば、開口部の画像に基づく処理剤投入部挿入可否判定処理を行なうことで、処理剤収容部内に、より精度よく処理剤投入部を挿入することができる。

【0010】

本発明の一態様に係る処理剤投入装置は、前記の構成において、前記処理剤投入装置に前記処理剤を供給するための処理剤セットレールをさらに備え、前記処理剤投入部は、前記処理剤セットレールを介して処理剤が前記本体部内に供給される構成としてもよい。

【0011】

前記の構成によれば、処理剤投入部内への処理剤の供給を容易に行なうことができる。

【0012】

本発明の一態様に係る処理剤投入装置は、前記の構成において、光源をさらに備え、前記光源は、前記光源からの光を前記処理剤収容部の前記開口部が設けられた開口面に対して斜めから照射できるように、前記開口面に対して傾けて配置されている構成としてもよい。

【0013】

前記の構成によれば、処理剤収容部の開口部の画像のコントラストを向上させることができ、開口部の位置がよりわかりやすくなる。その結果、処理剤収容部内に、より精度よく処理剤投入部を挿入することができる。

【0014】

本発明の一態様に係る処理剤投入装置は、前記の構成において、前記処理剤投入部は、前記本体部を、前記押出し部の先端から基部に向かう方向にスライド移動させるスライド駆動部をさらに備える構成としてもよい。

【0015】

前記の構成によれば、処理剤収容部内の所定位置に、処理剤をより確実に投入することができる。

【0016】

本発明の一態様に係る処理剤投入装置は、前記の構成において、前記位置調整機構は、前記処理剤投入部挿入可否判定部による判定結果に基づき、前記処理剤投入部を前記処理剤収容部内へ挿入可能なように、前記処理剤収容部の前記開口部に対する前記処理剤投入部の先端の相対位置を調整する構成としてもよい。

【0017】

前記の構成によれば、開口部の画像に基づく処理剤投入部挿入可否判定部による判定結果に基づき、処理剤投入部の先端の位置を調整するので、処理剤収容部内に、より精度よく処理剤投入部を挿入することができる。

【0018】

本発明の一態様に係る処理剤投入装置は、前記の構成において、前記位置調整機構は、前記処理剤収容部の前記開口部が設けられた開口面に沿う方向に前記処理剤投入部の前記先端を移動させることで、前記処理剤収容部の前記開口部に対する前記処理剤投入部の先端の相対位置を調整し、前記処理剤投入部挿入機構は、前記開口面と交わる方向に前記処理剤投入部の前記先端を移動させることで、前記処理剤投入部を前記処理剤収容部内に挿入する構成としてもよい。

【0019】

前記の構成によれば、開口面に沿う方向の処理剤投入部の位置調整と、開口面と交わる方向の処理剤投入部の位置調整とを別の機構によって調整することができる。また、処理剤投入部の挿入方向が一軸方向であるため、処理剤投入部挿入機構の制御が容易である。このような処理剤投入装置は、開口面に直交する方向の収容空間の断面積が一定である形状を有する処理剤収容部への適用に特に適している。

【0020】

本発明の一態様に係る処理剤投入装置は、前記の構成において、前記処理剤収容部は、開口面に直交する方向の収容空間の断面積が一定である形状を有する構成としてもよい。

【0021】

本発明の一態様に係る処理剤投入装置は、開口面に直交する方向の収容空間の断面積が一定である形状を有する処理剤収容部への適用に特に適している。

【0022】

また、上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る処理剤投入方法は、本発明の一態様に係る処理剤投入装置を用いて、圧力添加装置が備える処理剤収容部に処理剤を投入する方法であり、前記処理剤投入部の前記本体部内に、前記処理剤を供給する処理剤供給工程と、前記処理剤収容部の開口部に対する前記処理剤投入部の先端の位置を調整する位置調整工程と、前記処理剤投入部を、前記処理剤収容部内に挿入する処理剤投入部挿入工程と、前記処理剤投入部から前記処理剤収容部内に前記処理剤を投入する処理剤投入工程と、を含む方法である。

【0023】

前記の構成によれば、処理剤収容部内に処理剤を自動で投入することが可能となるため、処理剤収容部への処理剤の投入作業の安全性及び作業性が向上する。

【発明の効果】

【0024】

本発明の一態様によれば、圧力添加装置が備える処理剤収容部に処理剤を投入するための処理剤投入装置および処理剤投入方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明の実施形態１に係る処理剤投入装置の主要部分の構成を示す図である。

【図2】図１に示した処理剤投入装置について、処理剤投入後の処理剤投入部の状態を説明する図である。

【図3】本発明の実施形態１に係る処理剤投入装置を用いた、処理剤投入方法の流れを示すフローチャートである。

【図4】処理剤セットレールを介して処理剤投入部に処理剤を供給する方法を説明する図である。

【図5】本発明の実施形態２に係る処理剤投入装置の主要部分の構成を示す図である。

【図6】本発明の実施形態２に係る処理剤投入装置を用いた、処理剤投入方法の流れを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0026】

〔実施形態１〕
以下、本発明の一実施形態に係る圧力添加装置の処理剤投入装置について、詳細に説明する。説明の便宜上、「圧力添加装置の処理剤収容部」を、単に「処理剤収容部」と呼ぶことがある。

【0027】

図１は、本実施形態の処理剤投入装置１の主要部分の構成を示す図である。図２は、図１に示した処理剤投入装置１について、処理剤投入後の処理剤投入部１０の状態を説明する図である。図１および図２において、処理剤投入装置１の処理剤投入部１０の先端が、処理剤収容部２の開口部２０から処理剤収容部２内に挿入されている様子を表している。なお、図面には、必要に応じて、基準軸（処理剤収容部２の開口部２０が設けられた面２１に直交する方向）をＸ軸とし、水平面をＸＹ平面に定め、鉛直方向をＺ軸としたＸＹＺ系の三次元座標を併せて示す。なお、図１および図２では、説明の便宜上、処理剤収容部２をＸ軸に沿った断面視で示し、処理剤投入部１０の本体部１０１の内部を透視して示している。

【0028】

＜処理剤投入装置１＞
処理剤投入装置１は、処理剤投入部１０と、スライド駆動部１１と、ロボットアーム１２と、ロボット制御装置１３と、処理剤セットレール１４と、を備える。

【0029】

処理剤投入部１０は、処理剤Ｍｇを処理剤収容部２に投入するために、処理剤収容部２の開口部２０から処理剤収容部２内に挿入される。

【0030】

処理剤投入部１０は、本体部１０１と、押出し部１０２とから構成されている。本体部１０１は、処理剤Ｍｇを内部に収容するための収容空間と、開口部とを有している。本体部１０１の形状は、処理剤収容部２に挿入可能なように処理剤収容部２の収容空間の形状に基づき適宜設定することができる。例えば、図１に示す処理剤収容部２は一方向に延びる角パイプ形状の部材であることから、処理剤収容部２への挿入容易性の観点から、本体部１０１も一方向に延びる形状を有していることが好ましい。例えば、図１に示す本体部１０１は、上面の少なくとも一部が開放された矩形筒状部材である。本体部１０１が上面の少なくとも一部が開放された形状であることにより、処理剤Ｍｇが設置しやすくなり、また処理剤Ｍｇの設置漏れ等の作業不良を判別しやすくなる等の利点がある。

【0031】

押出し部１０２は、本体部１０１の延伸方向に本体部１０１内をスライド移動することで、本体部１０１内に収容された処理剤Ｍｇを本体部１０１の外へ押し出すための部材である。押出し部１０２の形状は、本体部１０１内をスライド移動なように、本体部１０１の収容空間の形状に基づき適宜設定することができる。例えば、図１に示す押出し部１０２は、ロッド状部材である。押出し部１０２のロッドの先端部分は、押し出しの際に処理剤Ｍｇに当接する部分であり、処理剤Ｍｇを首尾よく押し出せるように平板状になっている。

【0032】

押出し部１０２の先端とは反対側の端部（以下、「基部」という）は、ロボットアーム１２のアーム先端部分に取り付けられている。

【0033】

スライド駆動部１１は、押出し部１０２と本体部１０１とをスライド移動させるための駆動力を与える部分である。本体部１０１と押出し部１０２とはスライド駆動部１１によって接続されている。図２に示すように、本実施形態の処理剤投入部１０では、スライド駆動部１１の先端を矢印Ａ２の方向に押し出すことによって、スライド駆動部１１の推力を本体部１０１に与えて、本体部１０１を、押出し部１０２の先端から基部に向かう方向（図２中の矢印Ａ１の方向）にスライド移動させる。図１に示す例では、スライド駆動部１１としてエアシリンダを用いているが、スライド移動のための駆動力を与えることができればこれに限定されない。例えば、油圧シリンダ、モータによる電動駆動等によってもスライド移動のための駆動力を与えることが可能である。

【0034】

ロボットアーム１２は、位置調整機構および処理剤投入部挿入機構として機能する。ロボットアーム１２は、位置調整機構として、処理剤収容部２の開口部２０に対する処理剤投入部１０の先端の位置を調整する。また、ロボットアーム１２は、処理剤投入部挿入機構として、処理剤投入部１０を処理剤収容部２内に挿入する。

【0035】

より詳細に説明すると、開口部２０が設けられた面２１（以下、「開口面２１」という）に直交する方向をＸ軸方向と定め、開口面２１に沿う方向をＹＺ平面と定めたときに、ロボットアーム１２は、位置調整機構として、ＹＺ平面上において処理剤投入部１０の先端の位置を移動させて、開口部２０に対する処理剤投入部１０の先端の位置を調整する。また、ロボットアーム１２は、処理剤投入部挿入機構として、処理剤投入部１０の先端のＸ軸方向の位置を移動させて、処理剤投入部１０を処理剤収容部２内に挿入する。

【0036】

ロボットアーム１２としては、従来公知の産業用ロボットアームを採用することができ、例えば、図１に示すような６軸垂直多関節型のロボットアームを用いることができる。

【0037】

ロボット制御装置１３は、ロボットアーム１２の動作を制御する。例えば、ロボット制御装置１３は、処理剤収容部２の開口部２０に対する処理剤投入部１０の先端の位置に応じてロボットアーム１２の動作を制御して、処理剤投入部１０を処理剤収容部２内へ挿入可能なように、処理剤収容部２の開口部２０に対する処理剤投入部１０の先端の相対位置を調整する。例えば、処理剤収容部２の開口部２０に対する処理剤投入部１０の先端のＹＺ平面上の位置を少なくとも調整する。

【0038】

処理剤収容部２の開口部２０に対する処理剤投入部１０の先端の位置情報は、例えば、レーザー光を用いた距離センサ等の従来公知の位置検出センサによって取得することができる。ここで、前記位置情報は、例えば、処理剤投入部１０の先端がＹＺ平面上のどの位置にあるかを示す情報であり、例えば、ＹＺ平面における座標データである。

【0039】

本実施形態の処理剤投入装置１によれば、処理剤収容部２内に処理剤Ｍｇを自動で投入することが可能となるため、処理剤収容部２への処理剤Ｍｇの投入作業の安全性及び作業性が向上する。

【0040】

処理剤セットレール１４は、本体部１０１の開口部の位置まで処理剤Ｍｇをガイドするガイドレールである。処理剤Ｍｇは、処理剤セットレール１４を介して本体部１０１内に供給される。処理剤Ｍｇを処理剤セットレール１４上にセットし、処理剤セットレール１４に沿って処理剤Ｍｇをスライド移動させることで、処理剤投入部１０内への処理剤Ｍｇの供給を容易に行なうことができる。処理剤投入部１０は高所に位置しているため、処理剤セットレール１４を介して本体部１０１内に処理剤Ｍｇを供給することにより、本体部１０１への処理剤Ｍｇの供給作業の安全性及び作業性が向上する。

【0041】

＜処理剤投入装置１を用いた処理剤投入方法＞
次に、図３および図４を参照して、処理剤投入装置１を用いた処理剤投入方法の一例について以下に説明する。図３は、処理剤投入方法Ｓ１の流れを示すフローチャートである。図４は、処理剤セットレール１４を介して処理剤投入部１０に処理剤Ｍｇを供給する方法を説明する図である。

【0042】

まず、ステップＳ１１の処理剤供給ステップにおいて、処理剤投入部１０の本体部１０１内に、処理剤Ｍｇを供給する。ステップＳ１１は、図４に示すように、処理剤セットレール１４を介して行う。ステップＳ１１では、ロボット制御装置１３は、ロボットアーム１２の動作を制御することで、処理剤セットレール１４の下端の位置と処理剤投入部１０の先端にある本体部１０１の開口の位置とが合うように、処理剤投入部１０の先端の位置を調整する。

【0043】

処理剤セットレール１４上にセットされた処理剤Ｍｇは、処理剤セットレール１４に沿って処理剤セットレール１４上をスライド移動して、本体部１０１の開口から処理剤投入部１０内に供給される。

【0044】

処理剤セットレール１４に処理剤Ｍｇをセットしてから本体部１０１内に処理剤Ｍｇが供給されるまでの一連の処理は、全て手作業で行ってもよく、一部の処理（例えば、処理剤セットレール１４への処理剤Ｍｇのセット）のみを手作業行ってもよく、全てを処理剤投入装置１が自動で行ってもよい。

【0045】

次いで、ステップＳ１２の位置調整ステップにおいて、ロボット制御装置１３は、処理剤投入部１０の先端の位置に応じてロボットアーム１２の動作を制御することで、処理剤収容部２の開口部２０に対する処理剤投入部１０の先端の相対位置を調整する。

【0046】

例えば、まず、ロボット制御装置１３は、処理剤収容部２の開口部２０に向けてロボットアーム１２の向きを回転させる。ステップＳ１１では、図４中に実線で示すように、処理剤投入部１０の先端が処理剤セットレール１４の下端の方を向いているが、ロボットアーム１２の向きを、例えば、図４に示す矢印Ａ３方向に回転させることによって、図４中に点線で示すように、処理剤投入部１０の先端を処理剤収容部２の開口部２０の方に向ける。

【0047】

次いで、位置検出センサ等から取得した処理剤収容部２の開口部２０に対する処理剤投入部１０の先端のＹＺ平面上の位置情報に基づきロボットアーム１２の動作を制御して、処理剤投入部１０を処理剤収容部２内へ挿入可能なように、処理剤収容部２の開口部２０に対する処理剤投入部１０の先端のＹＺ平面上の位置を少なくとも調整する。

【0048】

ステップＳ１２では、ロボットアーム１２の向きを回転させた後の処理剤投入部１０の先端の位置に応じて、処理剤投入部１０の先端が開口部２０の正面に来るように、処理剤収容部２が接続されているロッド２２の軸周りの処理剤投入部１０の先端の位置を調整してもよい。

【0049】

続いて、ステップＳ１３の処理剤投入部挿入ステップにおいて、ロボット制御装置１３は、ロボットアーム１２の動作を制御することで、処理剤投入部１０を処理剤収容部２内に挿入する。具体的には、Ｘ軸方向（例えば、図４に示す矢印Ａ４の方向）に処理剤投入部１０の先端を移動させることで、処理剤投入部１０を処理剤収容部２内に挿入する。

【0050】

続いて、ステップＳ１４の処理剤投入ステップにおいて、ロボット制御装置１３は、スライド駆動部１１を駆動させて、本体部１０１を、押出し部１０２の先端から基部に向かう方向にスライド移動させることで、処理剤投入部１０内の処理剤Ｍｇを処理剤収容部２内に投入する。本体部１０１を、押出し部１０２の先端から基部に向かう方向にスライド移動させる処理剤の投入様式を採用することには、次の利点がある。例えば、処理剤収容部２内の所定位置に、処理剤Ｍｇをより確実に投入することができるという利点である。尚、スライド駆動部の制御は、ロボット制御装置以外の制御装置によって制御されてもよい。

【0051】

以上の処理剤投入方法Ｓ１により、処理剤収容部２内に処理剤Ｍｇを自動で投入することが可能となるため、処理剤収容部２への処理剤Ｍｇの投入作業の安全性及び作業性が向上する。また、処理剤投入方法Ｓ１では、処理剤投入部１０の処理剤収容部２への挿入方向が一軸方向（Ｘ軸方向）であるため、ロボットアーム１２による処理剤投入部１０の挿入動作の制御が容易である。

【0052】

＜処理剤を投入する対象となる処理剤収容部２＞
図１等では、本実施形態の処理剤投入装置１による処理剤投入対象となる処理剤収容部２の一例として、一端部に開口部２０と、内部に処理剤を収容するための収容空間とを有する角パイプ形状の部材を示したが、本実施形態の処理剤投入装置１によって処理剤が投入される対象となる処理剤収容部２の形状はこれに限定されない。圧力添加装置が有している処理剤収容部であり、開口部と、処理剤を収容するための収容空間が設けられている構造を有するものであれば、本実施形態の処理剤投入装置１による処理剤投入対象となり得る。そのような処理剤収容部２としては、例えば、特許文献１（特開２０２２－９５３６６号公報）の圧力添加装置が有している浸漬部の添加用ロッドの下端に設けられた収容部を挙げることができる。

【0053】

また、図１等に示すように、処理剤収容部２は、開口面２１に直交する方向の収容空間の断面積が一定である形状を有することが好ましい。処理剤投入装置１の内、処理剤収容部２内に挿入される処理剤投入部１０は一方向に延びる形状の部材であるため、上記のような形状は、処理剤投入部１０を内部に出し入れし易い形状である。また、処理剤収容部２内で処理剤投入装置１の処理剤投入部１０を一軸方向に前後させるというシンプルな動作で、処理剤投入部１０を内部に出し入れすることができる。このため、本実施形態の処理剤投入装置１は、上記のような形状を有する処理剤収容部２への適用に特に適している。

【0054】

＜投入対象となる処理剤＞
図１では、本実施形態の処理剤投入装置１による投入対象となる処理剤の例として、脱硫および黒鉛球状化処理を行なうために投入される処理剤であるマグネシウム地金を例示したが、投入対象となる処理剤の種類はこれに限定されない。処理剤は、例えば、圧力添加装置を用いて溶解炉で溶解された溶湯をダクタイル鋳鉄に溶製する際に投入される従来公知の処理剤を挙げることができ、例えば、ミッシュメタル、塩化カルシウム等であってもよい。ミッシュメタルは、黒鉛球状化を補助するものとして投入される処理剤である。また、塩化カルシウムは、除滓性を向上させるために投入される処理剤である。

【0055】

また、図１では、処理剤として、インゴット型の形状を有する処理剤を例示したが、処理剤の形状はこれに限定されない。

【0056】

＜位置調節機構の変形例＞
図１では、ロボットアーム１２が、位置調整機構としての処理剤投入部の位置調節動作を行なう例を説明したが、本発明はこれに限定されない。処理剤投入装置１は、ロボットアーム１２の代わりに、位置調節機構としてラックピニオン、リニアレール等の公知の移動機構を備える構成としてもよい。

【0057】

＜処理剤投入部挿入機構の変形例＞
図１では、ロボットアーム１２が、処理剤投入部挿入機構としての挿入動作を行なう例を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、押出し部１０２の基部側（ロボットアーム１２に取り付けられている側）に、スライド駆動機構のような機構を設けることで、ロボットアーム１２による挿入動作に依らずに、処理剤投入部１０の処理剤収容部２内への挿入動作を実現することができる。

【0058】

＜処理剤投入部１０への処理剤供給方法の変形例＞
図１では、処理剤セットレール１４を介して処理剤Ｍｇを本体部１０１内に供給する例を説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明の一態様に係る処理剤投入装置は、処理剤セットレール１４を備えない構成としてもよい。その場合は、処理剤セットレール１４とは別の手段によって本体部１０１に処理剤Ｍｇを供給してもよく、または本体部１０１に手作業で直接処理剤Ｍｇを供給してもよい。

【0059】

＜処理剤投入方法の変形例＞
図１では、処理剤収容部２内への挿入後の押出し部１０２の位置を変えずに本体部１０１をスライド移動させる方法（つまり、本体部１０１を処理剤収容部２から引き抜く方法）によって、処理剤投入部１０内の処理剤Ｍｇを処理剤収容部２内に投入する例を説明したが、本発明はこれに限定されない。処理剤収容部２内への挿入後の本体部１０１の位置を変えずに押出し部１０２を本体部１０１の基部から先端に向かってスライド移動させる方法（つまり、押出し部１０２を処理剤収容部２内に押し込む方法）によって、処理剤投入部１０内の処理剤Ｍｇを処理剤収容部２内に投入する構成としてもよい。

【0060】

〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。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。

【0061】

図５は、本実施形態の処理剤投入装置１ａの主要部分の構成を示す図である。図５に示すように、処理剤投入装置１ａは、実施形態１に係る処理剤投入装置１が備える各構成に加えて、撮像装置１５、処理剤投入部挿入可否判定部１６、および光源１７を備えている。なお、図５は、説明の便宜上、処理剤収容部２はＸ軸に沿った断面視で示し、処理剤投入部１０の本体部１０１の内部を透視して示している。また、図５中の矢印Ａ５は、光源１７からの光の照射方向を表している。

【0062】

処理剤投入装置１ａが備える各構成のうち、撮像装置１５、処理剤投入部挿入可否判定部１６、および光源１７以外の構成は、実施形態１に係る処理剤投入装置１が備える各構成と同様であるので、ここでは説明を省略する。

【0063】

撮像装置１５は、処理剤収容部２の開口部２０を撮像して、開口部２０を被写体として含む画像データを生成する。撮像装置１５は、処理剤投入部１０の軸の延長線上の位置に配置されている。これにより、処理剤投入部１０の先端と開口部２０と位置関係を示す画像データを取得することができる。撮像装置１５としては、例えば、カメラ等の従来公知の撮像装置を用いることができる。

【0064】

処理剤投入部挿入可否判定部１６は、撮像装置１５が撮像した画像データを取得し、当該画像データに基づいて、処理剤収容部２内への処理剤投入部１０の挿入の可否を判定する。処理剤投入部挿入可否判定部１６が開口部２０の画像に基づく処理剤投入部挿入可否判定処理を行なうことで、処理剤投入部１０の先端に対する処理剤収容部２の開口部２０の向きおよび位置をより精度よく把握することができるため、処理剤収容部２内に、より精度よく処理剤投入部１０を挿入することができる。ここで、開口部２０の向きとは、処理剤投入部１０の先端に対して開口部２０がどの方向を向いているか、というデータである。

【0065】

光源１７は、処理剤収容部２の開口面２１に対して光を照射する。光源１７は、光を処理剤収容部２の開口面２１に対して斜めから照射できるように、開口面２１に対して傾けて配置されている。前記の構成によれば、処理剤収容部２の開口部２０の画像のコントラストを向上させることができ、画像データにおける開口部２０の向きおよび位置がよりわかりやすくなる。その結果、処理剤収容部２内に、より精度よく処理剤投入部を挿入することができる。

【0066】

図５では、光源１７が処理剤収容部２の開口面２１に対して下斜め方向（図５中の矢印Ａ５の方向）から光を照射する態様を説明したが、本発明はこれに限定されない。光源１７は、処理剤収容部２の開口面２１に対して斜めから光を照射できればよく、処理剤収容部２の開口面２１に対して上斜め方向から光を照射してもよい。

【0067】

ロボット制御装置１３は、処理剤投入部挿入可否判定部１６による判定結果に基づき、ロボットアーム１２の動作を制御する。具体的には、ロボット制御装置１３は、処理剤投入部挿入可否判定部１６による判定結果に基づき、処理剤投入部１０を処理剤収容部２内へ挿入可能なように、処理剤収容部２の開口部２０に対する処理剤投入部１０の先端の相対位置を調整する。前記の構成によれば、開口部２０の画像に基づく処理剤投入部挿入可否判定部１６による判定結果に基づき、処理剤投入部１０の先端の位置を調整するので、処理剤収容部２内に、より精度よく処理剤投入部１０を挿入することができる。

【0068】

図５では、ロボット制御装置１３とは別に処理剤投入部挿入可否判定部１６を備える例を示したが、この構成に限定されない。例えば、ロボット制御装置１３により処理剤投入部挿入可否判定部１６の機能を実現してもよい。

【0069】

＜処理剤投入装置１ａを用いた処理剤投入方法＞
次に、図６を参照して、処理剤投入装置１ａを用いた処理剤投入方法の一例について以下に説明する。図６は、処理剤投入方法Ｓ２の流れを示すフローチャートである。
まず、ステップＳ２１の処理剤供給ステップにおいて、処理剤投入部１０の本体部１０１内に、処理剤Ｍｇを供給する。処理剤供給ステップについては、実施形態１において説明したとおりであるため、ここでの説明は省略する。

【0070】

次いで、ステップＳ２２の画像データ取得ステップにおいて、処理剤投入部挿入可否判定部１６は、撮像装置１５が撮像した画像データを取得する。

【0071】

続いて、ステップＳ２３の処理剤投入部挿入可否判定ステップにおいて、処理剤投入部挿入可否判定部１６は、取得した画像データに基づいて、処理剤収容部２内への処理剤投入部１０の挿入の可否を判定する。ステップＳ２３の判定は、例えば、以下のように行なう。取得した画像データにおいて処理剤投入部１０が処理剤収容部２の開口部２０以外の部位に干渉せずに挿入できる位置にある場合に、処理剤収容部２内への処理剤投入部１０の挿入が可能と判定する。一方、取得した画像データにおいて処理剤投入部１０が処理剤収容部２の開口部２０以外の部位に干渉する位置にある場合に、処理剤収容部２内への処理剤投入部１０の挿入が不可能と判定する。

【0072】

ロボット制御装置１３は、処理剤投入部挿入可否判定部１６の判定結果に従って、次の処理を実行する。ステップＳ２３において、処理剤投入部挿入可否判定部１６が処理剤収容部２内への処理剤投入部１０の挿入が可能と判定した場合、ロボット制御装置１３は、ステップＳ２４の処理剤投入部挿入ステップを実行し、次いでステップＳ２５の処理剤投入ステップを実行する。

【0073】

一方で、ステップＳ２３において、処理剤投入部挿入可否判定部１６が処理剤収容部２内への処理剤投入部１０の挿入が不可能と判定した場合、ロボット制御装置１３は、ステップＳ２６の位置調整ステップを実行し、その後、ステップＳ２４の処理剤投入部挿入ステップおよびステップＳ２４の処理剤投入ステップを実行する。なお、位置調整ステップ、処理剤投入部挿入ステップおよび処理剤投入ステップについては、実施形態１において説明したとおりであるため、ここでの説明は省略する。

【0074】

以上の処理剤投入方法Ｓ２では、開口部２０の画像に基づく処理剤投入部挿入可否判定ステップＳ２５を行なうので、処理剤投入方法Ｓ１による効果に加えて、処理剤投入部１０の先端に対する処理剤収容部２の開口部２０の向きおよび位置をより精度よく把握することができるため、処理剤収容部２内に、より精度よく処理剤投入部１０を挿入することができる。

【0075】

本発明は上述した各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り、異なる実施形態にそれぞれ開示された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。

【符号の説明】

【0076】

１、１ａ 処理剤投入装置
２ 処理剤収容部
１０ 処理剤投入部
１１ スライド駆動部
１２ ロボットアーム（位置調整機構および処理剤投入部挿入機構）
１３ ロボット制御装置
１４ 処理剤セットレール
１５ 撮像装置
１６ 処理剤投入部挿入可否判定部
１７ 光源
１０１ 本体部
１０２ 押出し部

【要約】

【課題】圧力添加装置の処理剤収容部に処理剤を投入するための処理剤投入装置および処理剤投入方法を提供する。
【解決手段】処理剤投入装置（１）は、処理剤投入部（１０）と、位置調整機構（１２）と、処理剤投入部挿入機構（１２）と、を備え、処理剤投入部（１０）は、処理剤を内部に収容する本体部（１０１）と、本体部（１０１）内に収容された処理剤を本体部（１０１）の外へ押し出す押出し部（１０２）とから構成される。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】