JP6624100B2

JP6624100B2 - 鋳造設備を構成する複数の装置の異常の原因を検出するシステム

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Publication number: JP6624100B2
Application number: JP2017018486A
Authority: JP
Inventors: 正孝白木; 加藤　晃一; 晃一加藤
Original assignee: Sintokogio Ltd
Current assignee: Sintokogio Ltd
Priority date: 2017-02-03
Filing date: 2017-02-03
Publication date: 2019-12-25
Anticipated expiration: 2037-02-03
Also published as: CN109414759A; TW201840377A; JP2018122350A; WO2018142977A1

Description

本発明は、鋳造設備を構成する複数の装置の異常の原因を検出するシステムに関し、ある装置の異常が他の装置に起因する場合にも原因を特定できるシステムに関する。

鋳物は、鋳型を造型し、該鋳型を注湯位置まで搬送して、該鋳型に注湯することにより得られる。そのために、鋳造工場には、造型砂を調整（砂処理）し、鋳型を造型して、必要に応じて中子を造型、セットし、鋳型送りをする設備がある。また、溶解炉で溶解した高温の溶湯を取鍋に受湯し、受湯した取鍋を注湯位置まで運搬し、注湯位置において鋳型に注湯する設備がある。さらに、鋳型内の溶湯を冷却し、鋳物製品と鋳型砂を分離する設備（後処理）がある。このように鋳造設備は、多数の装置が組み合わされ、それらの装置が関連しながら稼働している。

鋳造設備の装置は、装置毎に専用の制御装置を備えている。たとえば、特許文献１では、運転時に負荷電流値、回転数などのモータからの運転データを収集し、運転状況を監視して、効率のよいメンテナンスを行えるようにしている。

しかし、複数の装置が関連しながら稼働している鋳造設備の装置では、故障した装置の真の故障原因がその装置自体にはなく、別の装置に原因があるという場合もある。そこで、その装置だけのデータを監視しても、逆に余計な保全作業や無駄な点検作業が発生してしまうということもある。

特開２００２−９５２１９号公報

そこで本発明は、鋳造設備を構成する複数の装置において発生する異常の原因を検出するために、複数の装置の運転データを集中的に監視し、異常の真の原因を特定するシステムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様に係るシステムは、例えば図１に示すように、鋳型を造型し、該鋳型を注湯位置まで搬送するとともに、該鋳型に注湯して鋳物を得る鋳造設備を構成する複数の装置の異常の原因を検出するシステム１００であって、複数の装置の内の少なくとも一つの装置の稼働に関する情報をモニターし、記憶するサンプリング用ＰＬＣ１０２と、前記複数の装置の稼働に関する情報を複数のサンプリング用ＰＬＣ１０２から受信する異常判定コンピュータ１０８であって、装置の稼働に関する情報から当該装置の異常を判定し、かつ、前記装置の異常の原因となる複数の装置の稼働状態を記憶している異常判定コンピュータ１０８とを備え、複数の装置の内の少なくとも一つの装置の稼働に関する情報から該装置の異常を判定すると、記憶した複数の装置の稼働状態に基づいて、受信した複数の装置の稼働に関する情報から異常の原因となる稼働状態を特定する。このように構成すると、鋳造設備を構成する複数の装置の一つに生じた異常に対し、記憶している異常の原因となる稼働状況に基づき複数の装置の稼働状況を調べ、ある装置に発生した異常の真の原因を特定するシステムとなる。

また、本発明の第２の態様に係るシステムは、例えば図１に示すように、第１の態様に係るシステム１００において、前記複数の装置は、当該装置を稼働するための電流値を計測する電流計または電圧値を計測する電圧計を有し、サンプリング用ＰＬＣ１０２は、電流値または電圧値を稼働に関する情報としてモニターする。このように構成すると、装置に掛かる負荷を電流値または電圧値として計測し、装置の稼働をモニターすることができる。

また、本発明の第３の態様に係るシステムは、例えば図１に示すように、第１または第２の態様に係るシステム１００において、前記複数の装置は、当該装置の騒音を計測する騒音計または振動を計測する振動計を有し、サンプリング用ＰＬＣは、騒音または振動を稼働に関する情報としてモニターする。このように構成すると、装置に生じる騒音または振動を計測し、装置に発生した異常を検知することができる。

また、本発明の第４の態様に係るシステムは、例えば図１に示すように、第１ないし第３のいずれかの態様に係るシステム１００において、サンプリング用ＰＬＣ１０２と異常判定コンピュータ１０８とが、スイッチングハブ１０４を介してＬＡＮによって接続される。このように構成すると、複数の装置のサンプリング用ＰＬＣの情報が、適切に異常判定コンピュータに伝達される。

また、本発明の第５の態様に係るシステムは、例えば図１、図２、図３および図８に示すように、第１ないし第４のいずれかの態様に係るシステム１００において、造型された鋳型Ｍを搬送する鋳型搬送ユニット３０と、鋳型搬送ユニット３０で搬送された鋳型Ｍに注湯する注湯ユニット７０と、鋳造設備１を制御する鋳造設備管理コンピュータ９１とを備える。造型ユニット１０は、鋳型Ｍを造型する造型装置１４と、造型装置１４の動作を制御する造型ユニット制御装置１１とを有する。造型ユニット制御装置１１は、鋳造設備管理コンピュータ９１から造型計画データを受け取り、該造型計画データに対応する造型計画で鋳型Ｍの造型を行うよう造型装置１４を制御するとともに、造型が完了した鋳型Ｍに対して鋳型連番を発行し、該鋳型連番には鋳型Ｍに関する造型データを関連付ける。鋳型搬送ユニット３０は、鋳型Ｍを１鋳型分ずつ搬送する搬送機構３８と、鋳型Ｍが搬送されたことを検出する鋳型位置検出センサ３９と、鋳型搬送ユニット３０の動作を制御する鋳型搬送ユニット制御装置３１とを有する。鋳型搬送ユニット制御装置３１は、鋳型Ｍを間欠的に搬送するよう搬送機構３８を制御し、造型装置１４で造型され搬送機構３８で搬送可能な状態とされた鋳型Ｍの鋳型連番を受信し、鋳型位置検出センサ３９で検出される鋳型Ｍの動きに合わせて鋳型Ｍが停止する鋳型位置に割り当てられる前記鋳型連番をずらすことにより、鋳型位置と当該鋳型位置にある鋳型Ｍの鋳型連番を対応させる。注湯ユニット７０は、注湯取鍋Ｌ２から鋳型Ｍに溶湯を注湯する注湯機７２と、注湯機７２の動作を制御する注湯ユニット制御装置７１とを有する。注湯ユニット制御装置７１は、注湯取鍋Ｌ２内の溶湯の溶湯状態データと関連付けられた取鍋連番を受け取り、鋳型搬送ユニット制御装置３１から注湯位置Ｐ６にある鋳型Ｍの鋳型連番を受け取り、該鋳型連番に対応する注湯計画データに対応する注湯計画で注湯を行うよう注湯機７２を制御するとともに、注湯した注湯取鍋Ｌ２の取鍋連番を鋳型連番に関連付けて前記鋳造設備管理コンピュータ９１に送信する。

このように構成すると、鋳型についての情報は、鋳型毎に発行された鋳型連番に関連付けられ、また、鋳型が停止する位置の鋳型連番を、鋳型が搬送される度に鋳型連番をずらすことにより、把握する。また、溶湯についての情報は、取鍋毎の取鍋連番に関連付けられる。そして、注湯機で鋳型に溶湯が注湯されると、注湯位置にある鋳型の鋳型連番と注湯した取鍋の取鍋連番を関連付けて、鋳造設備管理コンピュータに送付する。すなわち、鋳型に関するデータと溶湯の溶湯状態データとを、鋳型連番と鋳型連番に関連付けられた取鍋連番とを用いて、組み合わせて管理することができる。従来、鋳造工場は、造型装置、鋳型搬送装置、溶湯搬送装置、注湯機などが、個別に制御されて、運転者が各装置を制御して、鋳造設備全体が運転されていた。特に、鋳型は、連続的に多数の鋳型が造型されて搬送されるので、個々の鋳型が搬送されている状況を把握し、その位置を特定して管理するのが難しかった。そこで、搬送される個々の鋳型の位置を特定して管理することに着目した。また、溶湯についても、溶湯を搬送する取鍋毎に管理することに着目した。さらに、鋳造設備の情報管理における、鋳型の造型データと溶湯の溶湯状態データの管理方法は、鋳型についての情報は、鋳型毎に鋳型が搬送される状況を把握しつつ収集し、溶湯についての情報は、取鍋毎に取鍋が搬送される状況を把握しつつ収集し、鋳型に溶湯が注湯されると、その鋳型の情報と溶湯の情報を組み合わせて管理できる。また、造型装置に関するデータを、造型装置で造型された鋳型と関連付けて管理することもできる。さらに、造型ライン上の個別の鋳型を識別して管理することもできる。異常判定コンピュータで判定された異常の原因から、作業者は、このように管理された情報に基づき不具合の生じた可能性のある製品を特定することができる。

また、本発明の第６の態様に係るシステムは、例えば図１、図２、図３および図８に示すように、第５の態様に係るシステム１００において、造型ユニット制御装置１１が異常判定コンピュータ１０８を兼ねる。このように構成すると、造型ユニット制御装置で造型ユニットの装置の異常の原因を判断することができる。

また、本発明の第７の態様に係るシステムは、例えば図１、図２、図３および図８に示すように、第５または６の態様に係るシステム１００において、鋳型搬送ユニット制御装置３１が異常判定コンピュータ１０８を兼ねる。このように構成すると、鋳型搬送ユニット制御装置で鋳型搬送ユニットの装置の異常の原因を判断することができる。

また、本発明の第８の態様に係るシステムは、例えば図１、図２、図３および図８に示すように、第５ないし第７のいずれかの態様に係るシステム１００において、注湯ユニット制御装置７１が異常判定コンピュータ１０８を兼ねる。このように構成すると、注湯ユニット制御装置で注湯ユニットの装置の異常の原因を判断することができる。

また、本発明の第９の態様に係るシステムは、例えば図１、図２、図３および図８に示すように、第５の態様に係るシステム１００において、鋳造設備管理コンピュータ９１が異常判定コンピュータ１０８を兼ねる。このように構成すると、鋳造設備管理コンピュータで鋳造設備全体の装置の異常の原因を判断することができる。

本発明の鋳型を造型し、該鋳型を注湯位置まで搬送するとともに、該鋳型に注湯して鋳物を得る鋳造設備を構成する複数の装置の異常の原因を検出するシステムによれば、複数の装置の運転データを集中的に監視し、異常の真の原因を特定することができる。

また、本発明の第１０の態様に係るシステムは、例えば図１、図２、図３および図１５に示すように、第５ないし第９の態様に係るシステム１００において、鋳造設備１は、造型ユニット１０に供給する鋳型砂を造型に適した性状に調整する砂処理ユニット８０と、鋳型Ｍの中に配置する中子を造型する中子造型ユニット８２と、をさらに備え、異常判定コンピュータ１０８は、鋳造設備１で鋳造された鋳物の不良の状態と、該不良の前記ユニットにおける原因をマトリックスデータベースで記憶し、少なくとも一つの装置の稼働に関する情報から該マトリックスデータベースのデータを用いて装置の不具合を判定する。このように構成すると、鋳物の不良の原因となる装置の不具合をマトリックスデータベースから迅速に確実に判定することができる。

また、本発明の第１１の態様に係るシステムは、例えば図１５に示すように、第１０の態様に係るシステム１００において、マトリックスデータベースは、鋳物の不良の状態と、砂処理、造型、中子、注湯、冷却及び後処理の６つの加工点に区分した加工点とを関連付けたものである。このように構成すると、鋳物の不良の状態から、６つの加工点における不具合を迅速に確実に判定することができる。

また、本発明の第１２の態様に係るシステムは、例えば図１５に示すように、第１０または１１の態様に係るシステム１００において、鋳造設備１は、判定した不具合に基づき、当該不具合を解消するために、不具合の原因となる装置を調整する調整手段をさらに備える。このように構成すると、マトリックスデータベースを用いて鋳物の不良の原因となる装置を迅速に確実に判定したうえで、調整手段により不具合の原因となる装置を調整して、不具合を解消することができる。

また、本発明の第１３の態様に係るシステムは、例えば図１および図２に示すように、第１２の態様に係るシステム１００において、前記調整手段が、造型ユニット制御装置３１、鋳型搬送ユニット制御装置３１、注湯ユニット制御装置５１のいずれかである。このように構成すると、造型ユニット、鋳型搬送ユニット、注湯ユニットの装置の動作を制御する造型ユニット制御装置、鋳型搬送ユニット制御装置、注湯ユニット制御装置で不具合の原因となる装置を調整するので、効率よく不具合の調整を行うことができる。

図１は、鋳造設備を構成する複数の装置の異常の原因を検出するシステム例のシステム図である。図２は、鋳造設備の構成を示す平面図で、炉から処理取鍋で受湯し、注湯取鍋に空け替えて、注湯取鍋から造型した鋳型に注湯する鋳造設備を示す。図３は、図２のＡ部拡大図である。図４は、鋳型を搬送する鋳型送りプッシャとその動作を検知するセンサを示す図である。図５は、空替機能付き受湯台車の側面図である。図６は、注湯取鍋搬送台車の側面図である。図７は、注湯機の側面図である。図８は、鋳造設備の各ユニットで取得するデータと、ユニット間でのデータの通信を示すブロック図である。図９は、鋳型連番をずらす様子を説明する模式図である。図１０は、取鍋の位置と取鍋連番と取鍋連番に関連付けられる溶湯状態データを説明する模式図である。図１１は、鋳造設備でのデータの流れを示すフローチャートである。図１２は、鋳造設備の構成を示す平面図で、炉から注湯取鍋に受湯し、注湯取鍋から造型した鋳型に注湯する鋳造設備を示す。図１３は、図１２のＢ部拡大図である。図１４は、昇降機能付き注湯取鍋搬送台車の側面図である。図１５はマトリックスデータベースの一例を模式的に示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、互いに同一または相当する装置には同一符号を付し、重複した説明は省略する。先ず、図１を参照して、本発明の実施の形態としての鋳造設備を構成する複数の装置の異常の原因を検出するシステム１００について説明する。図中、鋳造設備を構成する複数の装置は省略するが、符号１０２は各装置に設置されたサンプリング用ＰＬＣを示す。サンプリング用ＰＬＣ１０２は、各装置の稼働に関する情報をモニターして記憶する。各装置の稼働に関する情報には、各装置に設置されたセンサで計測した情報を含む。なお、サンプリング用ＰＬＣ１０２は、装置の稼働を制御してもよい。ここで、各装置とは、たとえば、造型装置、混錬機、注湯機、表面処理装置、集塵機、溶解炉などの装置であるが、これらには限定されない。また、各装置に関する情報とは、各装置の仕様に関する情報、各装置の作動状態に関する情報、等が含まれるが、これらには限定されない。また、「情報を記憶する」とは、情報を取得し、その後に出力できることを指し、記憶している時間は微小でもよい。また、各装置に設置されたセンサとは、例えば造型装置に設置された造型時の砂投入重量、圧縮率、静圧またはスクイズ圧力、スクイズ時間、昇圧速度、スクイズストローク、鋳型厚み、造型時刻等の造型履歴データを計測するセンサ（計測器）、稼働するための電流を計測する電流計または電圧を計測する電圧計、振動計、騒音計等であるが、これらには限定されない。

複数のサンプリング用ＰＬＣ１０２は、スイッチングハブ１０４を介して、異常判定コンピュータ１０８にＬＡＮ接続される。ある装置のサンプリング用ＰＬＣ１０２とスイッチングハブ１０４とが見通しの良い位置にある場合には、無線通信機器１０６を介して無線ＬＡＮで接続してもよい。ただし、有線ＬＡＮ接続の方が、通信の信頼性が高いので好ましい。なお、スイッチングハブ１０４ではなく単なるハブを介して、サンプリング用ＰＬＣ１０２と異常判定コンピュータ１０８がＬＡＮ接続されてもよい。

異常判定コンピュータ１０８は、各装置に設置されたセンサで計測した情報を含む複数のサンプリング用ＰＬＣ１０２から各装置の稼働に関する情報を受信し、その情報から、装置の異常を判定する。すなわち、ある値が所定の範囲から外れたり、それまでの値から大きく変化したりした場合に、その装置が異常であると判定する。なお、所定の範囲は、たとえば運転モードの変化により変更されるように設定されてもよい。

ある装置が異常であると判定すると、異常判定コンピュータ１０８はその原因を検出する。異常判定コンピュータ１０８は、ある装置の異常の原因となる複数の装置の稼働状態を記憶している。そこで、ある装置に異常が生じたときには、その装置だけではなく、他の装置の稼働状況を調べる。調べる稼働状況は、履歴を含めた稼働状況である。

たとえば、造型機でスクイズ圧が高くなり、造型機の異常が判定されたとする。原因としては、造型機のバルブや電装系統あるいは他の構成部品の故障の場合もあるが、造型機の前工程の混錬機、ＣＢ（コンタクタビリティ）コントローラ、エアレータ等に異常が生じている場合もある。混錬機が正常に作動しておらず、造型機に送られた鋳型砂の性状が悪く、造型機のスクイズ圧が高くなってしまうことがある。このような原因は、混錬機における砂温度、砂の水分値、混錬機の電流値等を記憶しているデータ、すなわち造型機のスクイズ圧を高くするような砂温度等と比較することにより特定することができる。同様に、ＣＢ（コンタクタビリティ）コントローラ、エアレータの稼働状況が、造型機のスクイズ圧を高くするような稼働状況となっているかを調べ、原因を特定することができる。

また、ベルトコンベヤが過負荷のために異常に停止したとする。原因としては、ベルトコンベヤのモータ系の不具合、あるいは、コンベヤベルトあるいはベルトドライブの噛み込み等、ベルトコンベヤ自体の異常である場合もあるが、ベルトコンベヤの前工程の混錬機の異常が原因の場合もある。たとえば、混錬機で鋳型砂に過多に注水して砂の比重が大きくなりすぎ、過負荷によりベルトコンベアが停止することも考えられる。このような原因は、混錬機における砂温度、砂の水分値、混錬機の電流値等を記憶しているデータ、すなわち造型機の鋳型砂への注水量を高くするようなデータを調べることにより特定することができる。

あるいは、混錬機が過負荷のために異常に停止したとする。混錬機のマラーホイールの異常、マラーホイールのモータ系の異常等、混錬機自体の異常である場合もあるが、混錬機の前工程の混錬機前水分制御が異常である場合もある。すなわち、混錬機前水分制御すなわち、後述の造型前砂特性計測器１２での水分センサで正しい砂水分を計測できず、混錬機での注水が過多になり、過負荷となってしまうこともある。そこで、水分制御での水分計測値、砂温、大気温が異常になっていないかを調べ、原因を特定することができる。

上記の例のように、他の設備の異常が原因となってある装置に異常が生じる場合がある。そのために、複数の装置の異常の原因を検出するシステム１００では、各サンプリング用ＰＬＣ１０２で得られた情報を異常判定コンピュータ１０８に送る。異常判定コンピュータ１０８では、ある装置の異常を判定すると、その原因を周囲の装置の情報を含めて探索し、異常の真の原因を特定する。このように、システム１００によれば、鋳造設備のように複数の装置で構成された設備における、ある装置の異常の真の原因を特定することができる。

次に、図２および図３を参照して、鋳造設備１の構成について説明する。図２は、鋳造設備の構成を示す平面図であり、図３は、図２のＡ部拡大図である。鋳造設備１は、造型ユニット１０と鋳型搬送ユニット３０と溶湯搬送ユニット５０と注湯ユニット７０を備える。造型ユニット１０は、鋳型砂から鋳型Ｍを造型する。鋳型搬送ユニット３０は、造型された鋳型Ｍを造型ユニット１０から注湯ユニット７０へ搬送し、そして注湯ユニット７０で注湯された鋳型Ｍを搬送しつつ冷却して溶湯を冷却・固化して鋳物とし、鋳型ばらし装置４８で鋳型から鋳物を取り出す。溶湯搬送ユニット５０は、処理取鍋Ｌ１に合金材を投入し、炉Ｆから処理取鍋Ｌ１に受湯し、溶湯と合金材とを反応させ、反応後の溶湯を注湯取鍋Ｌ２に空け替えて、注湯取鍋Ｌ２を注湯ユニット７０の注湯機７２に移送する。注湯ユニット７０は、注湯取鍋Ｌ２から鋳型Ｍに注湯する。

造型ユニット１０は、造型前の鋳型砂の性状を計測する造型前砂特性計測器１２を有する。造型前の鋳型砂は、たとえば、生砂や鋳型ばらし装置４８から排出された砂を砂回収装置で処理した砂に、粘結剤、添加剤、硬化剤、水分などを配合して混錬した砂である。鋳型砂の性状は、鋳型の品質に大きく影響するので、造型前に計測する。

造型ユニット１０は、鋳型砂から鋳型を造型する造型装置１４を有する。造型装置１４では、製品の形状を模した模型の回りに鋳物砂を込めて、１製品に対して上下２つの鋳型を成形する。鋳型には、型枠の中に作られる枠付き鋳型と、型枠のない枠無し鋳型とがある。造型装置１４は、造型時の砂投入重量、圧縮率、静圧またはスクイズ圧力、スクイズ時間、昇圧速度、スクイズストローク、鋳型厚み、造型時刻等の造型履歴データを計測する計測器（不図示）を有する。

造型ユニット１０は、模型により鋳型に形成される空間、すなわち溶湯が注がれ、固化して鋳物とする空間の面、すなわち内面に、空間毎に識別可能な刻印を付ける刻印装置１６を有してもよい。刻印装置１６は、たとえば、ドリルなどの治具で鋳型の空間の面に複数の穴状の印を、相互の位置関係を変えながら切削加工してもよいし、レーザなどで穴や溝を刻印してもよい。鋳型の空間毎の内面にたとえば穴が形成されると、鋳造された鋳物の表面には穴に対応する位置に突起が形成され、鋳物毎に識別することが可能になる。ここで、鋳型の空間毎というのは、１つの鋳型で複数の鋳物を作ることがあるからである。すなわち、１つの鋳型が複数の空間を有するからである。すなわち、造型された鋳物の空間毎の面に刻印することにより、得られる鋳物毎に対応して刻印が形成されることになる。なお、刻印装置１６は、鋳型搬送ユニット３０に設けられてもよい。ただし、鋳型を造型した直後に刻印する方が、たとえば自硬性砂型の場合に完全に硬化する前に刻印でき、鋳型を崩すことなく刻印し易い。特に、枠無し鋳型の場合には、鋳型が造型装置１４内にある間に刻印装置１６で刻印する。

鋳型搬送ユニット３０は、造型ユニット１０から注湯ユニット７０へ、および、鋳型Ｍを搬送しつつ冷却して鋳型ばらし装置４８へと搬送するための鋳型レールＲｆを有する。なお、鋳型レールＲｆは、たとえば図２に示すように、並列され、鋳型ＭはレールＲｆ間を横移動させられて、複数のレールＲｆで交互に逆方向に搬送される。そのために、注湯された後の鋳型Ｍは時間を掛けて冷却され、溶湯は鋳型ばらし装置４８に至る前に固化して鋳物となる。すなわち、鋳型搬送ユニット３０の搬送路は、造型装置１４で造型された鋳型を注湯可能な状態の完成鋳型に処理する造型ライン３２と、注湯機７２から注湯されるために搬送される鋳型搬送ユニット注湯ゾーン３３と、注湯された鋳型Ｍが時間を掛けて搬送されて冷却される鋳型搬送ユニット冷却ゾーン３４とに大別される。

鋳型搬送ユニット３０は、図４に示す搬送機構としての鋳型送りプッシャ３８をレールＲｆの一直線の端部に有する。プッシャ３８は、鋳型を押すためにロッドが伸び縮みする装置で、たとえばエアシリンダ、油圧シリンダまたは電動シリンダである。プッシャ３８は、ロッドの伸び縮みを検知するセンサであって、鋳型Ｍが搬送されることを検知する鋳型位置センサ３９を有する。鋳型位置センサ３９は、リミットスイッチ、近接スイッチ、光電スイッチなどでよい。プッシャ３８は、同期注湯させたり、鋳型の厚みが変わっても注湯位置を正しく検出したりするために、鋳型位置検出用エンコーダ３７を有するのが好ましい。プッシャ３８は一直線のレールＲｆ上に並べられた後端の鋳型を１枠分だけ押して、並べられた鋳型を１枠分ずつ間欠的に搬送する。一直線のレールＲｆの反対側（前端）にもプッシャ３８を設置して、後端で押されるのに合わせて、ロッドを縮めるのが好ましい。このように構成すると、搬送中にも一列の鋳型Ｍを両端から抑えることができ、搬送中にも鋳型Ｍが安定する。鋳型Ｍが前端に至ると、トラバーサＴで隣のレールＲｆ上に移送され、そこの鋳型ラインでの後端とされる。トラバーサＴにも鋳型位置センサ３９を備えてもよい。

鋳型搬送ユニット３０の造型ライン３２はさらに、ガス穴明け装置４０を有し、注湯した際に発生するガスを抜くための穴を鋳型に明ける。造型ライン３２はさらに、上下鋳型反転機４１を有し、たとえば、上型および下型を反転して、鋳型の空間を上方に向ける。造型ライン３２はさらに、サンドカッタ４２を有し、上型の上面および下型の下面の余分な砂を取り除き、平らにする。造型ライン３２はさらに、湯口カッタ４３を有し、上型に湯口を明ける。

造型ライン３２はさらに、定盤台車セット装置４４を有し、鋳型を定盤台車に載置する。造型ライン３２はさらに、コアセッタ４５を有し、上型および下型に中子をセットする。造型ライン３２はさらに、上鋳型再反転機４６を有し、上型を反転して上下２つの鋳型を重ねたときに１つの鋳型を形成する向きに合わせる。造型ライン３２はさらに、鋳型合わせ・鋳型移換装置４７を有し、上型と下型を合わせて、注湯可能な状態の上下完成鋳型とする。なお、ガス穴明け装置４０からコアセッタ４５までの装置の並び順は、上記に限られず、適宜入れ替え可能である。

鋳型が枠付き鋳型の場合には、鋳型搬送ユニット３０は、たとえば図２に示すように、ガス穴明け装置４０、上下鋳型反転機４１、サンドカッタ４２、湯口カッタ４３、定盤台車セット装置４４、コアセッタ４５、上鋳型再反転機４６、鋳型合わせ・鋳型移換装置４７を備えて、造型装置１４で造型された鋳型Ｍを処理し、注湯可能な状態の上下完成鋳型とする。鋳型が枠無し鋳型の場合には、ガス抜き穴の形成、中子セット、鋳型合わせなどの処理を造型装置１４で行ってもよく、その場合には、鋳型搬送ユニット３０は、鋳型を処理するための装置４０〜４７のいくつか若しくは全部を備えなくてよい。

鋳型搬送ユニット３０は、鋳型ばらし装置４８を有する。鋳型ばらし装置４８では、鋳型を分解して鋳物を取り出し、鋳物と砂とを分離する。鋳物は、その後に後工程を経て、製品として出荷される。中子も分離される。砂は、砂回収装置（不図示）で、混在する鉄粉や、粘結剤等を砂回収装置で除去して、鋳型用に用いられる。

溶湯搬送ユニット５０は、溶湯と反応させる合金材を処理取鍋Ｆに投入する合金材投入ユニット６０を備える。合金材ユニット６０は、複数の合金材ホッパ６２を有し、１種または複数種の合金材を処理取鍋Ｌ１に投入する。あるいは、処理取鍋Ｌ１に穴付きの蓋をし、合金材が充填された細いパイプを蓋の穴を通して処理取鍋Ｌ１内の溶湯に挿入するワイヤ接種装置（不図示）で合金材と溶湯を反応させてもよい。合金材ユニット６０は、各合金材ホッパ６２から処理取鍋Ｌ１へ投入された合金材の重量を計測する計測器（不図示）やタイマ（不図示）を有する。

溶湯搬送ユニット５０は、処理取鍋Ｌ１に合金材投入ユニット６０から合金材を投入される投入位置Ｐ１と、炉Ｆから受湯する受湯位置Ｐ２と、溶湯を注湯取鍋Ｌ２に空け替える空替位置Ｐ４とに処理取鍋Ｌ１を搬送する空替機能付受湯台車５２と、空替機能付受湯台車５２が走行するレールＲとを有する。ワイヤ接種で合金材と溶湯を反応させる場合には、ワイヤ接種される位置が投入位置Ｐ１となる。その他、以降で「合金材を投入されたとき」という記載は、「ワイヤ接種されるとき」と読み替えるものとする。なお、合金材とは、鋳鉄の強度や靱性、あるいは耐食性、耐熱性、耐摩耗性などを高めるために溶湯に添加されるＭｇ、Ｃｅ、Ｃａ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｖ、Ｔｉなどをいう。合金材には、黒鉛球状化剤を含む。また、合金材投入ユニット６０で、カルシウムシリコン、フェロシリコン、黒鉛などの接種剤を添加してもよい。

図５に示すように、空替機能付受湯台車５２は、レールＲ上を走行する走行台車５２０と、走行台車５２０を走行させるための走行モータ５２２を備える。走行台車５２０の車輪にはエンコーダ５２３を備え、車輪の回転、すなわち、走行台車５２０の走行を計測する。すなわち、エンコーダ５２３は、処理取鍋Ｌ１の位置を検出できる取鍋位置検出センサである。なお、空替機能付受湯台車５２は、後述する光電センサなどの取鍋位置検出センサ５９を備えてもよい。空替機能付受湯台車５２は、溶湯を空け替えるために処理取鍋Ｌ１を傾動する傾動装置５２６と、傾動装置５２６を用いて処理取鍋Ｌ１を傾動するための傾動モータ５２７を備える。傾動装置５２６および処理取鍋Ｌ１は、走行台車５２０上でシザーリフタ５２４に載置され、昇降される。空替機能付受湯台車５２が、処理取鍋Ｌ１を昇降する機能を有することで、処理取鍋Ｌ１から注湯取鍋Ｌ２への空け替えが容易になる。空替機能付受湯台車５２は、炉Ｆから受湯した溶湯の重量を計測するロードセル（第１重量計）５２５を有する。また、受湯した溶湯の温度を計測する非接触温度計（不図示）を有する。

空替機能付受湯台車５２では、外部から電源を受電するケーブルリール５２８や制御盤５２１を、処理取鍋Ｌ１とは離れた位置に設置することにより、万一、処理取鍋Ｌ１から溶湯が漏れた場合に、これらの機器に影響しないようにしている。なお、制御盤５２１は、走行台車５２０上ではなく、走行台車５２０が走行するレールＲに沿った位置に設置されてもよい。

合金材が投入された処理取鍋Ｌ１に溶湯が入れられて、合金材と溶湯が反応すると、溶湯の液滴が飛散したり粉じんやガスが発生したりする。そこで、処理取鍋Ｌ１内の合金材と溶湯とが反応するときは、処理取鍋Ｌ１を反応位置Ｐ３に搬送する。反応位置Ｐ３には、反応室（不図示）を設けるのがよい。反応室は、処理取鍋Ｌ１の上方を囲み、ダクトで空気を排出する。よって、溶湯の液滴が周囲に飛散するのを防止し、また、粉じんやダストを排出することができる。

図６に示すように、溶湯搬送ユニット５０は、処理取鍋Ｌ１から溶湯を空け替えられる空替位置Ｐ４（厳密には処理取鍋Ｌ１の空替位置Ｐ４とは異なるが、便宜的に同符号を用いる）と、注湯機７２に注湯取鍋Ｌ２を移送する移送位置Ｐ５とに注湯取鍋Ｌ２を搬送する注湯取鍋搬送台車５４と、注湯取鍋搬送台車５４が走行するレールＲとを有する。注湯取鍋搬送台車５４は、レール上を走行する走行台車５４０と、走行台車５４０に設置され、注湯取鍋Ｌ２を水平方向に移動するローラコンベア５４４とローラコンベアモータ５４６とを有する。走行台車５４０の車輪にはエンコーダ５４３を備え、車輪の回転、すなわち、走行台車５４０の走行を計測する。すなわち、エンコーダ５４３は、注湯取鍋Ｌ２の位置を検出できる取鍋位置検出センサである。注湯取鍋搬送台車５４では、外部から電源を受電するケーブルリール５４８や制御盤５４１を、注湯取鍋Ｌ２とは離れた位置に設置することにより、万一、注湯取鍋Ｌ２から溶湯が漏れた場合に、これらの機器に影響しないようにしている。なお、制御盤５４１は、走行台車５４０上ではなく、走行台車５４０が走行するレールＲに沿った位置に設置されてもよい。また、移送位置Ｐ５と注湯機７２との間に、注湯取鍋Ｌ２を注湯取鍋搬送台車５４の走行方向と直交する方向に搬送する注湯取鍋搬送機構５８が設置されてもよい。注湯取鍋搬送機構５８は、ローラコンベア等でよい。なお、処理取鍋Ｌ１の容量を注湯取鍋Ｌ２の容量のたとえば２倍にして、１台の処理取鍋Ｌ１から２台の注湯取鍋Ｌ２に空け替えてもよい。

処理取鍋Ｌ１から注湯取鍋Ｌ２へ空け替えられる溶湯に接種剤を添加する空替接種装置５６を空替位置Ｐ４の近くに有してもよい。空替接種装置５６の構成は、基本的に、合金材投入ユニット６０と同じである。処理取鍋Ｌ１から注湯取鍋Ｌ２へ溶湯を空け替えるときに接種剤を投入することにより、短時間で均一に接種剤を投入できる。

溶湯搬送ユニット５０は、処理取鍋Ｌ１の取鍋位置としての投入位置Ｐ１、受湯位置Ｐ２、反応位置Ｐ３、および空替位置Ｐ４に処理取鍋Ｌ１が搬送されたこと、並びに、注湯取鍋Ｌ２の取鍋位置としての空替位置Ｐ４および移送位置Ｐ５に注湯取鍋Ｌ２が搬送されたことを検出する取鍋位置検出センサ５９を有する。取鍋位置検出センサ５９は、たとえば図３に示すように、注湯取鍋搬送機構５８のローラコンベアの下に設置された近接スイッチ若しくはレーザセンサであってもよい。あるいは、図５に示す空替機能付受湯台車５２や図６に示す注湯取鍋搬送台車５４に設置されたエンコーダ５２３、５４３であってもよく、あるいは、空替機能付受湯台車５２や注湯取鍋搬送台車５４に設置された光電センサであってもよい。なお、空替機能付受湯台車５２に処理取鍋Ｌ１が搭載されていること、および、注湯取鍋搬送台車５４に注湯取鍋Ｌ２が搭載されていることを確認する光電センサを有することが好ましい。

注湯ユニット７０は、図７に示すように、注湯取鍋Ｌ２から鋳型Ｍに注湯する注湯機７２を有する。注湯機７２は、注湯される鋳型Ｍが搬送されるのと平行して走行する注湯機台車７２０と、注湯機台車７２０上に設置される昇降機構７２２と、昇降機構７２２に支持され、搭載した注湯取鍋Ｌ２を傾動させる傾動機構７２４と、注湯機台車７２０が走行する注湯機レールＲｐと、注湯取鍋Ｌ２の溶湯重量を計測するロードセル（第２重量計）７２５を有する。昇降機構７２２は、注湯機台車７２０が走行する方向と直交する方向に移動する前後移動機構７２８上に設置される。また、注湯する溶湯の温度を計測する非接触温度計（不図示）を有する。非接触温度計は、温度計測部を調整できるように、たとえばファイバー型とするのが好ましい。

注湯機７２は、鋳型Ｍの湯口の湯面レベルを検知するための湯面検知カメラ７２６を有することが好ましい。この場合、湯口の注湯カップにテーパを設けることにより、湯面検知カメラ７２６で撮影した湯面の面積から湯面レベルを検知する。湯面検知カメラ７２６は、イメージセンサでよい。湯面検知カメラはアームで支持（吊下）され、水平方向に移動可能として、湯口の位置が変化しても湯面を撮影できるようにすることが好ましい。

図７に示すように、注湯ユニット７０は、注湯取鍋Ｌ２からテストピース（ＴＰ）用に溶湯を受け取るテストピース（ＴＰ）採取ユニット７６を有することが好ましい。ＴＰ採取ユニット７６では、材質検査のために注湯取鍋Ｌ２毎の溶湯からＴＰを採取する。

鋳造設備１では、図８に示すように、鋳造設備１全体を管理する鋳造設備管理コンピュータ９１を備え、かつ、各ユニットに制御装置を備える、すなわち、造型ユニット１０には造型ユニット制御装置１１を、鋳型搬送ユニット３０には鋳型搬送ユニット３１を、溶湯搬送ユニット５０には溶湯搬送ユニット制御装置５１を、注湯ユニット７０には注湯ユニット制御装置７１を備える。さらに、合金材投入ユニット６０には合金材投入ユニット制御装置６１を備える。ＴＰ採取ユニット７６にＴＰ採取ユニット制御装置を備えてもよい。これらの制御装置は、各ユニットに設置されるが、設置される場所は限定されない。たとえば、溶湯搬送ユニット制御装置５１は、空替機能付受湯台車５２の制御盤５２１と注湯取鍋搬送台車５４の制御盤５４１とで構成されてもよい。また、注湯ユニット制御装置７１は、図７に示すように注湯機台車７２０上に設置されてもよいし、注湯機レールＲｐに沿った位置に設置されてもよい。なお、物理的には複数の制御装置１１、３１、５１、６１、７１が同一の制御装置内にあってもよく、鋳造設備管理コンピュータ９１と同一のコンピュータ内にあってもよい。鋳造設備管理コンピュータ９１は、データ管理を行えるコンピュータであればよく、その構成は特に限定されない。あるいは、クラウドコンピューティングを利用して、各制御装置および鋳造設備管理コンピュータ９１の動作が、鋳造設備１とは異なる場所のコンピュータで行われてもよい。これらの場合にも、各ユニットが各制御装置を備え、鋳造設備１が鋳造設備管理コンピュータ９１を備えるものとする。

各装置は、サンプリング用ＰＬＣ１０２を備える。なお装置によっては、サンプリング用ＰＬＣ１０２を備えていなくてもよい。また、鋳造設備１は、異常判定コンピュータ１０８をさらに備えてもよい。あるいは、造型ユニット制御装置１１、鋳型搬送ユニット３１、溶湯搬送ユニット制御装置５１、合金材投入ユニット制御装置６１、注湯ユニット制御装置７１のそれぞれが、異常判定コンピュータ１０８の機能を有しても良く、あるいは、鋳造設備管理コンピュータ９１が異常判定コンピュータ１０８の機能を有してもよい。

次に、図２、図３および図８を参照して、鋳造設備１での鋳造方法とデータ管理方法について説明する。製品計画、ユーザ入力等に基づき、造型ユニット１０で鋳型Ｍを造型する計画を示す造型計画データ、鋳型搬送ユニット３０で造型した鋳型Ｍを搬送し、また、鋳型Ｍに穴明けなどの加工をする計画を示す搬送計画データ、溶湯搬送ユニット５０で溶湯の搬送計画や空け替え計画を示す溶湯搬送計画データ、合金材投入ユニット６０で投入する合金材および接種剤の計画を示す合金材計画データ、および、注湯ユニット７０で注湯取鍋Ｌ２から鋳型Ｍへの注湯計画を示す注湯計画データが、鋳造設備管理コンピュータ９１に入力され、または、鋳造設備管理コンピュータ９１で演算される。なお、造型計画データ、搬送計画データ、溶湯搬送計画データ、合金材計画データ、および注湯計画データは、２つ以上が組み合わされて、一まとまりのデータとして扱われてもよい。溶湯搬送計画データと合金材計画データを合わせて溶湯計画データという。

造型計画データには、模型番号、離型剤塗布時間、造型時の静圧またはスクイズ圧、砂投入量、鋳型高さ、鋳型厚み、圧縮率等のデータを含む。搬送計画データには、ガス穴明け、湯口の形状と位置、中子セット、間欠的な鋳型搬送のサイクル時間等のデータを含む。溶湯搬送計画データには、材質番号、受湯重量計画値等のデータが含まれる。合金材計画データには、ホッパ番号、ホッパからの投入重量等のデータが含まれる。注湯計画データには、注湯重量、カップ位置、注湯可能温度、許容フェーディング時間および鋳型に対応する溶湯の材質等のデータが含まれる。

造型ユニット１０では、造型計画データに基づき、鋳型Ｍを造型する。先ず、造型前砂特性計測機１２で造型前の鋳型砂の性状を計測する。計測する性状は、コンパクタビリティ（ＣＢ）、水分、砂温度、通気度、鋳型強度（抗圧力）などである。鋳型砂の性状は鋳型の品質に大きく影響する。計測された鋳型砂の性状は、造型履歴データとして造型ユニット制御装置１１に記憶される。

性状を計測した鋳型砂を用いて、造型装置１４で鋳型（この段階では、上型と下型）を造型する。所定の模型に離型剤を塗布し、所定量の鋳型砂を込めて、所定の静圧またはスクイズ圧で所定の圧縮率になるまで加圧し、所定の厚みおよび高さの鋳型を造型する。鋳型を造型すると、造型ユニット制御装置１１は、この鋳型に対して鋳型連番を発行する。鋳型連番を発行すると、計測した鋳型砂の性状等の造型計画データを、当該鋳型連番に関連付ける。また、造型装置１４で砂投入重量、圧縮率、静圧またはスクイズ圧力、スクイズ時間、昇圧速度、スクイズストローク、鋳型厚み、造型時刻等の造型履歴データを計測して、造型履歴データとして鋳型連番に関連付ける。造型ユニット制御装置１１は、鋳型連番と造型履歴データを鋳造設備管理コンピュータ９１に送信する。造型計画データと造型履歴データとをまとめて造型データという。また、造型ユニット制御装置１１は、鋳型搬送ユニット制御装置３１に鋳型連番と鋳型連番に関連付けられた造型データを送信する。

造型装置１４で鋳型を造型すると、鋳型における鋳物を製造するための空間の内面にその空間を識別するためのマークを刻印装置１６で刻印する。上型または下型のいずれか一方に刻印すればよい。また、１つの鋳型に複数の空間がある場合、すなわち、１つの鋳型で複数の鋳物を製造する場合には、各空間に識別可能なマークを刻印する。すなわち、得られる鋳物（製品）ごとに識別可能なマークが付される。刻印装置１６で刻印すると、造型ユニット制御装置１１は、各刻印に対応して個体識別連番を発行する。また、造型ユニット制御装置１１は、発行した個体識別連番を鋳型連番に関連付ける。なお、刻印装置１６が鋳型搬送ユニット３０に設置されている場合には、個体識別連番は、鋳型搬送ユニット制御装置３１で発行され、鋳型搬送ユニット制御装置３１により鋳型連番に関連付けられる。

鋳型搬送ユニット３０では、鋳型搬送計画データに基づき、鋳型Ｍを搬送すると共に、鋳型Ｍを注湯できる状態にし、また、注湯された鋳型、すなわち溶湯を冷却し、鋳物と砂とを分離する。鋳型搬送ユニット３０では、プッシャ３８で鋳型を１枠分ずつ間欠的に送る。トラバーサＴでも鋳型を１つずつ隣の鋳型列に移送する。また、ガス穴明け装置４０で穴を鋳型に明け、上下鋳型反転機４１で上型および下型を反転して鋳型の空間を上方に向け、サンドカッタ４２で上型の上面の余分な砂を取り除き、湯口カッタ４３で上型に湯口を明ける。さらに、定盤台車セット装置４４で鋳型を定盤台車に載置し、コアセッタ４５で上型および下型に中子をセットし、上鋳型再反転機４６で上型を反転し、鋳型合わせ・鋳型移換装置４７で上型と下型を合わせて、１つの鋳型Ｍを形成する。これらの処理における履歴データ、たとえば、ガス穴明け情報、湯口穴明け情報、中子情報などを、造型データ（鋳型履歴データ）として収集し、鋳型連番に関連付ける。このように、鋳型搬送ユニット３０では、鋳型を搬送しながら、造型データを収集する。これらの処理で不具合が発生したときには、鋳型搬送ユニット制御装置３１は、その不具合の情報を鋳型Ｍの鋳型連番に関連付ける。なお、枠無し鋳型の場合には、上記のガス穴明け情報、湯口穴明け情報、中子情報などの一部若しくは全部が造型ユニット１０で得られ、造型ユニット制御装置１１により鋳型連番に関連付けられてもよい。

図９に示すように、鋳型搬送ユニット制御装置３１は、鋳型を搬送する度に、鋳型位置センサ３９で鋳型の搬送を検知して鋳型連番をずらす。造型装置１４で造型された鋳型に鋳型連番「ｎ」が発行される。鋳型搬送ユニット３０にて鋳型が１枠分搬送されたことが検知されると、次の位置に鋳型連番「ｎ」がずらされる。鋳型の間欠的搬送における停止位置全てに鋳型連番が割り当てられて、全ての鋳型連番をずらすことにより、鋳型の位置と鋳型連番が正しく対応する。

溶湯搬送ユニット５０では、溶湯搬送計画データに基づき、空替機能付き受湯台車５２と注湯取鍋搬送台車５４を動作させる。空の処理取鍋Ｌ１は、空替機能付き受湯台車５２により、先ず投入位置Ｐ１へ搬送される。処理取鍋Ｌ１が投入位置Ｐ１へ搬送されると、合金材投入ユニット６０から処理取鍋Ｌ１へ合金材が投入される。なお、合金材には接種剤を含んでもよい。

合金材投入ユニット６０では、合金材投入計画データに基づき、合金材を処理取鍋Ｌ１へ投入する。合金材が処理取鍋Ｌ１へ投入されると、合金材投入ユニット制御装置６１は、この処理取鍋Ｌ１に対して取鍋連番を発行する。また、合金材投入ユニット６０から処理取鍋Ｌ１へ投入された合金材の種類、重量、投入時刻等の合金材投入履歴データを取鍋連番に関連付ける。取鍋連番と合金材投入履歴データが揃うと、それらのデータを鋳造設備管理コンピュータ９１に送信する。また、溶湯搬送ユニット制御装置５１に少なくとも取鍋連番を送信する。なお、取鍋連番と合金材投入履歴データを鋳造設備管理コンピュータ９１に送信せずに、溶湯搬送ユニット制御装置５１に送信してもよい。その場合には、溶湯搬送ユニット制御装置５１が、それらのデータを含めて溶湯履歴データとしての溶湯状態データとして鋳造設備管理コンピュータ９１に送信する。溶湯状態データには、溶湯計画データを含んでもよい。なお、合金材投入ユニット６０での合金材の処理取鍋Ｌ１への投入において不具合が発生した場合には、その不具合の情報を取鍋連番に関連付けて鋳造設備管理コンピュータ９１に送信する。

溶湯搬送ユニット５０の空替機能付き受湯台車５２により、合金材の投入された処理取鍋Ｌ１は、受湯位置Ｐ２へ搬送される。処理取鍋Ｌ１は、炉Ｆから溶湯を受湯する。溶湯を受湯すると、第１重量計としてのロードセル５２５で受湯した溶湯の重量、非接触温度計で計測した温度を計測する。溶湯搬送ユニット制御装置５１は、計測した重量、温度、出湯炉番号やチャージ番号、材質番号、受湯した時刻等を、溶湯状態データとして処理取鍋Ｌ１の取鍋連番に関連付ける。さらに、炉Ｆで溶解した溶湯の性状に関するデータを受信し、そのデータを溶湯状態データに含めてもよい。なお、炉で溶解した溶湯も、処理取鍋で受湯した溶湯も、合金材と反応した溶湯も、本明細書では単に「溶湯」という。

受湯した処理取鍋Ｌ１は、空替機能付き受湯台車５２により反応位置Ｐ３へ搬送される。溶湯と合金材との反応が激しい場合には、合金材投入ユニット６０で処理取鍋Ｌ１に合金材を投入した後、合金材にスチールスクラップなどのカバー剤を被せ、溶湯と合金材の接触を抑える。そのために、処理取鍋Ｌ１で受湯した直後には激しい反応は起こらず、その間に処理取鍋Ｌ１を反応位置Ｐ３へ移動できる。また、合金材にＭｇ等の球状化元素を含む場合には、反応が始まると激しいバブリングを生ずる。そのために、ロードセル５２５での計測値が大きく変動する。そこで、ロードセル５２５での計測値が大きく変動し、その後に所定値より小さくなった時点を、フェーディング開始と認識することができる。溶湯搬送ユニット制御装置５１は、フェーディング開始時刻またはフェーディング開始時刻からの経過時間であるフェーディング経過時間を溶湯状態データとして取鍋連番に関連付けてもよい。取鍋連番に関連付けたフェーディング開始時刻または経過時間は、注湯ユニット制御装置７１に送信される。このように、溶湯搬送ユニット制御装置７１では、処理取鍋Ｌ１および注湯取鍋Ｌ２を搬送しながら、溶湯状態データを収集し、取鍋連番に関連付ける。

溶湯と合金材の反応が終了すると、処理取鍋Ｌ１は、空替機能付き受湯台車５２により空替位置Ｐ４へ搬送される。空替位置Ｐ４では、空の注湯取鍋Ｌ２が、注湯取鍋搬送台車５４により搬送されて、待機している。そこで、処理取鍋Ｌ１から注湯取鍋Ｌ２へ溶湯を空け替える。ここで、空替機能付き受湯台車５２では、処理取鍋Ｌ１をシザーリフタ５２４で所望の高さとし、処理取鍋Ｌ１を傾動して空け替えるので、安全に効率的に空け替えることができる。なお、処理取鍋１の搬送中には、処理取鍋１を下げて、かつ、走行台車５２０の中心に近い位置に移動し、走行台車５２０の揺れによる影響を小さくすることができる。

空け替えが終了すると、処理取鍋Ｌ１に関連付けられていた取鍋連番は、注湯取鍋Ｌ２に関連付けられる。その後、空替機能付き受湯台車５２は処理取鍋Ｌ１を投入位置Ｐ１へ搬送し、合金材の投入から繰り返される。なお、注湯取鍋Ｌ２および注湯機７２を２台備え、１台の処理取鍋Ｌ１から２台の注湯取鍋Ｌ２へ溶湯を空け替えてもよい。注湯に時間が掛かる場合に、複数の注湯機７２を用いて注湯取鍋Ｌ２から鋳型Ｍへ注湯することで、鋳造設備１の効率を向上させることができる。１台の処理取鍋Ｌ１から２台の注湯取鍋Ｌ２に空け替えされるときには、２台目の注湯取鍋Ｌ２には、処理取鍋Ｌ１の取鍋連番と、２台目に空け替えられた注湯取鍋であることを示すデータが、取鍋連番として関連付けられる。なお、処理取鍋Ｌ１から注湯取鍋Ｌ２へ空け替えられる溶湯に、空替接種装置５６から接種剤を添加してもよい。溶湯搬送ユニット制御装置５１は、添加した接種剤の種類と重量と添加時刻を、溶湯状態データとして、取鍋連番に関連付ける。

注湯取鍋Ｌ２に溶湯が空け替えられると、注湯取鍋搬送台車５４は、注湯取鍋Ｌ２を移送位置Ｐ５に搬送する。注湯取鍋Ｌ２は、移送位置Ｐ５から注湯取鍋搬送機構５８により注湯位置Ｐ６に移送され、注湯機７２に保持される。溶湯搬送ユニット制御装置５１は、取鍋連番と、取鍋連番に関連付けられた溶湯状態データを鋳造設備管理コンピュータ９１に送信する。なお、注湯搬送ユニット５０での溶湯搬送において不具合が発生した場合には、その不具合の情報を取鍋連番に関連付けて鋳造設備管理コンピュータ９１に送信する。

図１０に示すように、溶湯搬送ユニット５０は、投入位置Ｐ１、受湯位置Ｐ２、反応位置Ｐ３、空替位置Ｐ４、移送位置Ｐ５にある処理取鍋Ｌ１または注湯取鍋Ｌ２を取鍋位置検出センサ５９（またはエンコーダ５２３、５４３）にて検知して、取鍋連番をずらす。そして、取鍋連番に溶湯状態データを関連付けていく。よって、処理取鍋Ｌ１または注湯取鍋Ｌ２の位置と取鍋連番が正しく対応し、別々の装置からの溶湯状態データが正しく取鍋連番に関連付けられる。

鋳型搬送ユニット制御装置３１は、鋳型Ｍが注湯機７２の前に搬送されると、注湯ユニット制御装置７１に鋳型Ｍの鋳型連番を送信する。そして、注湯ユニット制御装置７１は、鋳造設備管理コンピュータ９１から、注湯計画データを受信し、さらに、溶湯搬送ユニット制御装置５１から注湯取鍋Ｌ２の取鍋連番、受湯重量、許容フェーディング時間、フェーディング開始時刻、フェーディング経過時間等を受信する。なお、注湯ユニット制御装置７１は、フェーディング経過時間を受信せず、フェーディング開始時刻を受信して、フェーディング経過時間を計測してもよい。

注湯ユニット制御装置７１は、鋳型Ｍの鋳型連番に対応する注湯計画データによる溶湯の材質、すなわち、合金材の種類、重量、溶湯の重量等を、注湯取鍋Ｌ２の取鍋連番に対応する溶湯状態データによる溶湯の材質と比較する。これら２つの材質が不一致であるときには、注湯ユニット制御装置７１はエラー信号を発する。この場合、注湯せずに、溶湯を溶解炉Ｆに戻す。注湯取鍋Ｌ２をクレーンなどで吊り出し、溶解炉Ｆに戻してもよい。あるいは、溶解炉Ｆに溶湯を戻す搬送装置（不図示）を設け、溶解炉Ｆに戻してもよい。

注湯機７２で注湯取鍋Ｌ２を受け取ると、第２重量計としてのロードセル７２５で注湯取鍋Ｌ２内の溶湯の重量を計測する。ロードセル７２５で計測した重量と同じ取鍋連番に関連付けられているロードセル５２５で計測した重量との差を算定し、その差が所定値より大きいときには、注湯ユニット制御装置７１はエラー信号を発する。搬送中に溶湯がこぼれたり漏れたりした可能性が高いからである。

注湯ユニット制御装置７１は、注湯計画データに基づき、溶湯を注湯取鍋Ｌ２から鋳型Ｍに注湯する。そこでまず、鋳型連番に関連付けられた鋳型の高さや湯口の位置に基づき、注湯取鍋Ｌ２を前後移動機構７２８により鋳型Ｍ側に移動し、昇降機構７２２により昇降する。そして、昇降機構７２２および前後移動機構７２８により注湯取鍋Ｌ２の注湯口を動かしつつ、傾動機構７２４により注湯取鍋Ｌ２を傾動して、鋳型Ｍに注湯する。

注湯ユニット制御装置７１は、注湯パターンを記憶しており、鋳型連番に関連付けられた鋳型に適用される注湯パターンで注湯する。注湯中は、湯面検知カメラ７２６で湯口の画像データを取得する。注湯ユニット制御装置７１は、画像データに基づき、湯面レベルを演算し、傾動機構７２４での注湯取鍋Ｌ２の傾動を制御する。また、注湯中もロードセル７２５で注湯取鍋Ｌ２内の溶湯重量を計測し、注湯ユニット制御装置７１は、鋳型Ｍに注湯した溶湯の量を演算する。注湯した溶湯の重量が目標値に近づいたところで、湯切りをする。なお、鋳型Ｍは、注湯機７２の前でも、他の場所と同様に間欠的に搬送される。そのために、停止している時間で鋳型Ｍへの注湯が完了しない場合には、注湯機台車７２０が搬送される鋳型Ｍと同じ速さで走行して、鋳型Ｍへの注湯を続けることができる。また、注湯機７２から注湯する時間が、鋳型が間欠的に搬送される間隔より長いときには、２台の注湯機７２を用いる。すなわち、２台の注湯取鍋Ｌ２を用いる。

注湯ユニット制御装置７１は、フェーディング経過時間と許容フェーディング時間を適宜比較する。フェーディング経過時間が許容フェーディング時間を超えると、エラー信号を発し、注湯取鍋Ｌ２に溶湯が残っていても注湯取鍋Ｌ２からの注湯を中止する。よって、フェーディングによる球状化不良を防止することができる。注湯取鍋Ｌ２に残った溶湯は、溶解炉Ｆに溶湯を戻す搬送装置を用いて、溶解炉Ｆに戻され、再利用される。

ＴＰ採取ユニット７６は、注湯取鍋Ｌ２から溶湯を受け取り、ＴＰとして固化する。溶湯を受け取るのは、処理取鍋Ｌ２から最初の鋳型に注湯する前でも、一の鋳型に注湯し終わり、次の鋳型に注湯し始める間でも、注湯取鍋Ｌ２からの最後の鋳型に注湯した後でもよい。ＴＰを採取すると、注湯ユニット制御装置７１は、テストピース（ＴＰ）連番を発行する。ＴＰ連番は、取鍋連番に関連付けられる。ＴＰは、その後、材質検査をされて、検査結果がＴＰ連番に関連付けられ、鋳造設備管理コンピュータ９１に送信される。なお、ＴＰ採取ユニット７６が、ＴＰ採取ユニット制御装置を有し、ＴＰ連番を発行してもよい。その場合、ＴＰ連番は、注湯ユニット制御装置７１に送信され、そこで取鍋連番に関連付けられる。この場合、ＴＰ採取ユニット制御装置は、注湯ユニット制御装置７１の一部とみなされる。ＴＰの検査結果で材質不良があった場合は、そのＴＰ連番を鋳造設備管理コンピュータ９１に送信する。ＴＰ連番から取鍋連番が分かり、鋳型連番に関連付けられ、後述する鋳型ばらし装置４８は、鋳型連番にエラー信号が関連付けられている場合には不良品として処理する。

注湯ユニット制御装置７１では、同一の注湯取鍋Ｌ２から注湯された鋳型の番号である取鍋内回数、注湯（鋳込）時刻、注湯パターン番号、注湯（鋳込）重量および時間、注湯温度等を計測して、これらのデータを溶湯状態データとして取鍋連番に関連付ける。また、鋳型Ｍの鋳型連番に、鋳型Ｍに注湯した注湯取鍋Ｌ２の取鍋連番を関連付ける。注湯ユニット制御装置７１は、これらの関連付けを終えると、データを鋳造設備管理コンピュータ９１に送信する。なお、注湯ユニット７０での注湯取鍋Ｌ２から鋳型Ｍへの注湯において不具合が発生した場合には、その不具合の情報を鋳型連番に関連付けて鋳造設備管理コンピュータ９１に送信する。

鋳型搬送ユニット３０では、注湯された鋳型Ｍを冷却ゾーン３４で搬送させる。冷却ゾーン３４ではレールＲｆが長く、搬送されるのに時間が掛かる。その時間で鋳型Ｍ内の溶湯は冷却固化される。冷却ゾーン３４の下流の鋳型ばらし装置４８に鋳型Ｍが搬送されると、鋳型Ｍが分解され、鋳物と砂とが分離される。鋳物は製品とするための後工程に送られる。砂は、砂回収装置（不図示）を経て、造型ユニット１０に送られる。鋳型搬送ユニット制御装置３１は、鋳型ばらし装置４８に搬送された鋳型Ｍの鋳型連番に関連付けられたエラー信号およびＴＰ検査結果が不良品である場合には、分離した鋳物を後工程に送らないように区別する。よって、不良品が製品として出荷されることを防止できる。鋳型搬送ユニット制御装置３１は、後工程に送られる鋳物に対し、鋳型連番を関連付ける。また、鋳型連番と造型履歴データを鋳造設備管理コンピュータ９１に送信する。

鋳造設備管理コンピュータ９１では、鋳型連番、造型データ、取鍋連番、溶湯状態データ、ＴＰ検査結果を記憶する。鋳造設備１で製造した鋳型には、鋳型連番が関連付けられる。鋳型連番には、取鍋連番が関連付けられる。よって、鋳物製品から鋳型連番および取鍋連番が分かる。そして、鋳型連番には鋳型の造型データが、取鍋連番には溶湯状態データが関連付けられる。したがって、鋳物製品には、全ての履歴データが関連付けられる。よって、製品不良があったときに、製造履歴を確認することができる。ここで、データ量の多い溶湯状態データを取鍋毎に管理し、鋳型毎の鋳型連番から取鍋毎に管理されているデータを引き出せるので、記憶するデータ量を少なくすることができる。

なお、鋳型の各空間に対応して個体識別連番が発行されている場合には、鋳物製品を個体識別連番で特定することができる。そのため、たとえば製品検査により不具合が見つかった場合には、その鋳物製品の個体識別連番を用いて、鋳型連番を引き出し、鋳型連番に基づき、鋳型の履歴データおよび溶湯状態データを知ることができる。よって、不具合を生じた原因の究明を容易に行うことができる。

ここで、図１１をも参照して、鋳型単位のデータ処理を行う作業と、取鍋単位のデータ処理を行う作業とをまとめて説明する。砂処理をして造型前砂特性で性状を計測された鋳型砂を用いて造型装置１４で造型する。ここで造型された鋳型に鋳型連番が発行され、以降その鋳型連番を用いて鋳型単位のデータ処理が行われる。なお、鋳型の形状等の交換は、造型装置１４で用いる鋳枠、模型等を交換することにより行われる。造型した鋳型に加工する工程としてのガス穴明け、上げ枠反転、サンドカット、湯口カット、定盤台車セット、中子セット、上鋳型再反転、鋳型合わせなどは、鋳型単位のデータを用い、履歴は鋳型単位に記録される。

空替機能付き受湯台車５２に載置された処理取鍋Ｌ１に合金材を投入すると、処理取鍋Ｌ１に取鍋連番が発行される。以降その取鍋連番を用いて取鍋単位のデータ処理が行われる。受湯位置Ｐ２、反応位置Ｐ３、空替位置Ｐ４への処理取鍋Ｌ１の移動、溶解炉Ｆからの溶湯の受湯、注湯取鍋搬送台車５４に載置された注湯取鍋Ｌ２への空け替え、移送位置Ｐ５への注湯取鍋Ｌ２の移動、注湯機７２への注湯取鍋Ｌ２の移送、注湯機７２での鋳型への注湯、ＴＰ採取ユニット７６でのＴＰ採取などは、取鍋単位のデータを用い、履歴（状態データ）も取鍋単位に記録される。

注湯機７２により鋳型に注湯されると、取鍋連番が鋳型連番に関連付けられ、鋳型連番から取鍋連番に関連付けられたデータを引き出すことができるようになる。すなわち、冷却ゾーンでの鋳型の冷却時間は、たとえば溶湯の注湯重量により変わり得るので、鋳型毎に、鋳型連番から注湯重量を引き出し冷却ゾーンで搬送される長さを変えてもよい。具体的には、鋳型を隣の鋳型レールＲｆに移すのにどのトラバーサＴで移すか、あるいは、トラバーサＴでどの鋳型レールＲｆに移すか、を変えればよい。また、鋳型ばらし装置４８で鋳型ばらしをする際に、鋳型連番から引き出される溶湯状態データに不良であることが含まれていれば、ばらした鋳物を製品としての鋳物と区別し、たとえば廃棄処分することもできる。

次に、図１２および図１３を参照して、図２の鋳造設備１とは異なる鋳造設備２について説明する。鋳造設備２では、炉Ｆから注湯取鍋Ｌ２に受湯し、空け替えなしで、注湯機７２に移送する。その他の点は、鋳造設備１と同様であるので、重複する説明は省略し、異なる点のみを説明する。溶湯と合金材との反応があまり激しくないときには、処理取鍋Ｌ１で反応させる必要はなく、注湯取鍋Ｌ２で受湯して反応させることができる。

溶湯搬送ユニット５０は、合金材投入ユニット６０と、注湯取鍋Ｌ２を投入位置Ｐ１、受湯位置Ｐ２、反応位置Ｐ３、移送位置Ｐ５に搬送する注湯取鍋搬送台車８４と、注湯取鍋搬送台車８４が走行するレールＲと、移送位置Ｐ５から注湯取鍋Ｌ２を注湯機７２に搬送する注湯取鍋搬送機構５８を有する。反応が穏やかな場合には、反応位置Ｐ３を特に定めず、搬送中に溶湯と反応合金材とを反応させてもよい。

図１４に示すように、注湯取鍋搬送台車８４は、レールＲ上を走行する走行台車８４０と、走行台車８４０上に設置されるガイド柱８４２と、ガイド柱８４２から水平方向に延び、台車上で昇降可能な昇降フレーム８４４と、昇降フレーム８４４に設置され、注湯取鍋Ｌ２を水平方向に移動する取鍋移動機構８４６と、昇降フレーム８４４を昇降する昇降フレーム昇降装置８４８とを有する。昇降フレーム昇降装置８４８は、モータ８４８Ｍの回転によりチェーン８４８Ｃを巻き上げて昇降フレーム８４４を昇降する。たとえば、溶解炉Ｆと注湯ユニット７０との建設時期が異なり、設置高さに差があっても、注湯取鍋搬送台車８４が注湯取鍋Ｌ２を昇降する機能を有することで、設置高さの差を吸収することができる。注湯取鍋搬送台車８４は、炉Ｆから受湯した溶湯の重量を計測するロードセル（第１重量計）８４５を有する。また、受湯した溶湯の温度を計測する非接触温度計（不図示）を有する。

注湯取鍋搬送台車８４は、外部から電源を受電する受電装置８４９やモータ８４８Ｍを高い位置、かつ、注湯取鍋Ｌ２とは離れた位置に設置することにより、万一、注湯取鍋Ｌ２から溶湯が漏れた場合に、これらの機器に影響しないようにしている。高い位置とは、注湯取鍋搬送台車８４が走行するとき、すなわち、昇降フレームを下げたときの注湯取鍋Ｌ２の底部より高い位置である。注湯取鍋Ｌ２とは離れた位置とは、ガイド柱８４２を挟んで反対側の位置である。

鋳造設備２においても、注湯取鍋Ｌ２に合金材投入ユニット６０から合金材を投入したら、注湯取鍋Ｌ２に対して取鍋連番を発行する。溶湯状態データを取鍋連番に関連付け、注湯機７２から鋳型Ｍに注湯したら、取鍋連番を鋳型連番に関連付ける。よって、鋳造設備１と同様の効果を得ることができる。

本明細書で説明した各ユニット制御装置１１、３１、５１、６１、７１および鋳造設備管理コンピュータ９１間のデータの受け渡しは、上記に限られず、適宜変更してもよい。各計画データ、鋳型履歴データ、溶湯状態データとして示したデータは一例であって、他のデータを用いてもよい。

上記の実施の形態では、鋳型搬送ユニット制御装置３１で鋳型を搬送しながら造型データを収集し、不具合が発生したときには、鋳型搬送装置制御ユニット３１で不具合の情報を鋳型連番に関連付け、鋳造設備管理コンピュータ９１に送信する。そこで、鋳型搬送装置制御ユニット３１が、異常判定コンピュータ１０８としても機能し、不具合の真の原因を特定してもよい。鋳型搬送装置制御ユニット３１が、ある装置に異常をもたらす他の装置の稼働状況を記憶しており、不具合の情報と共に、プッシャ３８やガス穴明け装置４０、サンドカッタ４２、湯口カッタ４３等の各装置からのデータを鋳型搬送装置制御ユニット３１から受信し、記憶している稼働状況と比較することにより不具合の真の原因を特定してもよい。

同様に、造型ユニット制御装置１１、溶湯搬送ユニット制御装置５１、合金材投入ユニット制御装置６１、あるいは、注湯ユニット制御装置７１が、異常判定コンピュータ１０８としても機能してもよい。これらの制御装置１１、５１、６１、７１が、ある装置に異常をもたらす他の装置の稼働状況を記憶し、各装置からのデータを受信し、不具合の真の原因を特定してもよい。

また、鋳造設備管理コンピュータ９１が、異常判定コンピュータ１０８として機能してもよい。すなわち、鋳造設備管理コンピュータ９１が、ある装置に異常をもたらす他の装置の稼働状況を記憶し、造型ユニット制御装置１１、鋳型搬送装置制御ユニット３１、溶湯搬送ユニット制御装置５１、合金材投入ユニット制御装置６１、あるいは、注湯ユニット制御装置７１を経由して送られる各装置のデータに基づき、不具合の真の原因を特定してもよい。

鋳造設備１、２によれば、鋳型Ｍについての情報は、鋳型毎に発行された鋳型連番に関連付けられ、溶湯についての情報は、取鍋毎の取鍋連番に関連付けられる。そして、注湯機７２で鋳型Ｍに溶湯が注湯されると、注湯位置Ｐ６にある鋳型Ｍの鋳型連番と注湯した取鍋Ｌ２の取鍋連番が関連付けられる。すなわち、鋳型に関するデータと溶湯の溶湯状態データとを、鋳型連番と鋳型連番に関連付けられた取鍋連番とを用いて、組み合わせて管理することができる。また、造型装置に関するデータを、造型装置で造型された鋳型と関連付けて管理することもできる。さらに、造型ライン上の個別の鋳型を識別して管理することもできる。異常判定コンピュータで判定された異常の原因から、作業者は、このように管理された情報に基づき不具合の生じた可能性のある製品を特定することができ、不具合の生じた製品が下流工程に送られてしまうことを防止できる。

鋳型ユニット制御装置１１、鋳型搬送装置制御ユニット３１、溶湯搬送ユニット制御装置５１、合金材投入ユニット制御装置６１、注湯ユニット制御装置７１、または、鋳造設備管理コンピュータ９１とは別にサンプリング用ＰＬＣ１０２や異常判定コンピュータ１０８を備えて、装置の異常の原因を特定してもよい。

鋳造設備１、２は、造型ユニットに供給する鋳型砂を造型に適した性状に調整する砂処理ユニット８０と、鋳型の中に配置する中子を造型する中子造型ユニット（あるいは中子ユニット）８２をさらに備えていてもよい。なお、砂処理ユニット８０あるいは中子造型ユニット８２は、鋳造設備１、２とは、別の建屋に設置されてもよく、その場合にも、鋳造設備１、２の一部であるものとする。砂処理ユニット８０で調整した鋳型砂は、造型ユニット１０に送られ、造型装置１４で鋳型に造型される。中子造型ユニット８２で造型された中子は、鋳型搬送ユニット３０のコアセッタ４５に送られ、鋳型内にセットされる。

異常判定コンピュータ１０８あるいは鋳造設備管理コンピュータ９１は、鋳造設備１、２で鋳造された鋳物の不良の状態と、造型ユニット１０、鋳型搬送ユニット３０、溶湯搬送ユニット５０、合金材投入ユニット６０、注湯ユニット７０、砂処理ユニット８０および中子ユニット８２における原因あるいは不具合との関係をマトリックスデータベースとして記憶するのがよい。図１５にマトリックスデータベースの一例を模式的に示す。図１５に示す例では、グイチ（鋳物の分割面に生じる、上下型のずれによる寸法不良）、砂噛み（鋳物表面の近くに介在する塊状、板状の砂の巻き込み）、ノロ噛み（スラグが注湯時鋳型内に流入して巻き込まれ、これが凝固後も製品に残った鋳造欠陥）、引け巣（鋳物の表面又は内部に主として溶湯の凝固収縮により生じる粗い内壁を持つ空洞）、湯廻り不良（溶湯が鋳型に充満する前に凝固して生ずる欠陥）、ガス（鋳込み中に空気や鋳型より発生するガス又は溶湯から放出するガスなどを巻き込んで生じた鋳物の内部に生じる大小の気泡状の穴）、打痕（鋳型ばらししたときに表面をぶつけてできる欠陥）を鋳物の不良とし、砂処理ユニット、造型ユニット、中子ユニット、注湯ユニット、鋳型搬送ユニットの冷却ゾーンと、鋳型搬送ユニットの後処理装置（鋳型ばらし装置）との６つの代表的な加工点をその不良の原因となる装置としている。

例えば、グイチが発生する原因として鋳型合わせ・鋳型移換装置４７の不具合、鋳型搬送レーンの不具合等が考えられるので、マトリックスデータベースには、グイチと造型ユニット１０の鋳型合わせ・鋳型移換装置４７、鋳型搬送レーンを関連付けるデータが保存される。そこで、鋳物にグイチが発生した場合には、異常判定コンピュータ１０８あるいは鋳造設備管理コンピュータ９１は、造型ユニット１０における鋳型合わせ・鋳型移換装置４７、鋳型搬送レーンの稼働状況を調べるように制御する。

その結果、原因となる装置の稼働状況が判明すると、不具合を解消するためにその装置の運転を調整する。例えば、鋳型搬送レーンの搬送速度が速すぎてグイチが発生する場合には、鋳型搬送レーンの搬送速度を遅くする。これらの調整は、異常判定コンピュータ１０８あるいは鋳造設備管理コンピュータ９１から情報を受信した造型ユニット制御装置１１、鋳型搬送ユニット制御装置３１、溶湯搬送ユニット制御装置５１で行うことができる。

このように、鋳物の不良と加工点あるいは装置の不具合とを関連付けるマトリックスデータベースを用いることにより、鋳物の不良の原因となる装置を確実に早く特定することが可能となる。さらに、各ユニットの制御装置により原因となる装置の稼働を調整することで、鋳物の不良の原因を解消することができる。

１、２鋳造設備
１０造型ユニット
１１造型ユニット制御装置
１２造型前砂特性計測機
１４造型装置
１６刻印措置
３０鋳型搬送ユニット
３１鋳型搬送ユニット制御装置
３２造型ライン
３３鋳型搬送ユニット注湯ゾーン
３４鋳型搬送ユニット冷却ゾーン
３７鋳型位置検出用エンコーダ
３８鋳型送りプッシャ（搬送機構）
３９鋳型位置センサ
４０ガス穴明け装置
４１上下鋳型反転機
４２サンドカッタ
４３湯口カッタ
４４定盤台車セット装置
４５コアセッタ
４６上鋳型再反転機
４７鋳型合わせ・鋳型移換装置
４８鋳型ばらし装置
５０溶湯搬送ユニット
５１溶湯搬送ユニット制御装置
５２空替機能付受湯台車
５４、８４注湯取鍋搬送台車
５６空替接種装置
５８注湯取鍋搬送機構
５９取鍋位置検出センサ
６０合金材投入ユニット
６１合金材投入ユニット制御装置（合金材投入制御装置）
６２合金材ホッパ
７０注湯ユニット（溶湯搬送ユニット）
７１注湯ユニット制御装置
７２注湯機
７６テストピース（ＴＰ）採取ユニット
８０砂処理ユニット
８２中子造型ユニット（中子ユニット）
９１鋳造設備管理コンピュータ
１００鋳造設備を構成する複数の装置の異常の原因を検出するシステム
１０２サンプリング用ＰＬＣ
１０４スイッチングハブ
１０６無線通信機器
１０８異常判定コンピュータ
５２０走行台車
５２１制御盤
５２２走行モータ
５２３エンコーダ（位置検出センサ）
５２４シザーリフタ（昇降機能）
５２５ロードセル（第１重量計）
５２６傾動装置
５２７傾動モータ
５２８ケーブルリール
５４０走行台車
５４１制御盤
５４２走行モータ
５４３エンコーダ（取鍋位置検出センサ）
５４４ローラコンベア
５４６ローラコンベアモータ
５４８ケーブルリール
７２０注湯機台車
７２２昇降機構
７２４傾動機構
７２５ロードセル（第２重量計）
７２６湯面検知カメラ
７２８前後移動機構
８４０走行台車
８４２ガイド柱
８４３エンコーダ
８４４昇降フレーム
８４５ロードセル（第１重量計）
８４６取鍋移動機構
８４８昇降フレーム昇降装置
８４９受電装置
Ｆ溶解炉
Ｌ１処理取鍋
Ｌ２注湯取鍋
Ｍ鋳型
Ｐ１投入位置
Ｐ２受湯位置
Ｐ３反応位置
Ｐ４空替位置
Ｐ５移送位置
Ｐ６注湯位置
Ｒレール
Ｒｆ鋳型レール
Ｒｐ注湯機レール
Ｔトラバーサ

Claims

鋳型を造型し、該鋳型を注湯位置まで搬送するとともに、該鋳型に注湯して鋳物を得る鋳造設備を構成する複数の装置の異常の原因を検出するシステムであって、
前記複数の装置の内の少なくとも一つの装置の稼働に関する情報をモニターし、記憶するサンプリング用ＰＬＣと、
前記複数の装置の稼働に関する情報を複数の前記サンプリング用ＰＬＣから受信する異常判定コンピュータであって、前記装置の稼働に関する情報から当該装置の異常を判定し、かつ、前記装置の異常の原因となる前記複数の装置の稼働状態を記憶している異常判定コンピュータとを備え、
前記複数の装置の内の少なくとも一つの装置の稼働に関する情報から該装置の異常を判定すると、記憶した前記複数の装置の稼働状態に基づいて、受信した前記複数の装置の稼働に関する情報から前記異常の原因となる稼働状態を特定する、
システム。
前記複数の装置は、当該装置を稼働するための電流値を計測する電流計または電圧値を計測する電圧計を有し、
前記サンプリング用ＰＬＣは、前記電流値または前記電圧値を前記稼働に関する情報としてモニターする、
請求項１に記載のシステム。
前記複数の装置は、当該装置の騒音を計測する騒音計または振動を計測する振動計を有し、
前記サンプリング用ＰＬＣは、前記騒音または前記振動を前記稼働に関する情報としてモニターする、
請求項１または２に記載のシステム。
前記サンプリング用ＰＬＣと前記異常判定コンピュータとが、スイッチングハブを介してＬＡＮによって接続される、
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のシステム。
前記鋳造設備が、
鋳型砂から鋳型を造型する造型ユニットと、
造型された鋳型を搬送する鋳型搬送ユニットと、
前記鋳型搬送ユニットで搬送された前記鋳型に注湯する注湯ユニットと、
前記鋳造設備を制御する鋳造設備管理コンピュータとを備え、
前記造型ユニットは、前記鋳型を造型する造型装置と、該造型装置の動作を制御する造型ユニット制御装置とを有し、
前記造型ユニット制御装置は、前記鋳造設備管理コンピュータから造型計画データを受け取り、該造型計画データに対応する造型計画で鋳型の造型を行うよう前記造型装置を制御するとともに、造型が完了した鋳型に対して鋳型連番を発行し、該鋳型連番には前記鋳型に関する造型データを関連付け、
前記鋳型搬送ユニットは、前記鋳型を１鋳型分ずつ搬送する搬送機構と、鋳型が搬送されたことを検出する鋳型位置検出センサと、該鋳型搬送ユニットの動作を制御する鋳型搬送ユニット制御装置とを有し、
前記鋳型搬送ユニット制御装置は、鋳型を間欠的に搬送するよう前記搬送機構を制御し、前記造型装置で造型され前記搬送機構で搬送可能な状態とされた鋳型の鋳型連番を受信し、前記鋳型位置検出センサで検出される鋳型の動きに合わせて前記鋳型が停止する鋳型位置に割り当てられる前記鋳型連番をずらすことにより、前記鋳型位置と当該鋳型位置にある鋳型の前記鋳型連番を対応させ、
前記注湯ユニットは、注湯取鍋から鋳型に溶湯を注湯する注湯機と、該注湯機の動作を制御する注湯ユニット制御装置とを有し、
前記注湯ユニット制御装置は、前記注湯取鍋内の溶湯の溶湯状態データと関連付けられた取鍋連番を受け取り、前記鋳型搬送ユニット制御装置から前記注湯位置にある鋳型の鋳型連番を受け取り、該鋳型連番に対応する注湯計画データに対応する注湯計画で注湯を行うよう前記注湯機を制御するとともに、注湯した注湯取鍋の前記取鍋連番を前記鋳型連番に関連付けて前記鋳造設備管理コンピュータに送信する、
請求項１ないし４のいずれか１項に記載のシステム。
前記造型ユニット制御装置が前記異常判定コンピュータを兼ねる、
請求項５に記載のシステム。
前記鋳型搬送ユニット制御装置が前記異常判定コンピュータを兼ねる、
請求項５または６に記載のシステム。
前記注湯ユニット制御装置が前記異常判定コンピュータを兼ねる、
請求項５ないし７のいずれか１項に記載のシステム。
前記鋳造設備管理コンピュータが前記異常判定コンピュータを兼ねる、
請求項５に記載のシステム。
前記鋳造設備は、
前記造型ユニットに供給する鋳型砂を造型に適した性状に調整する砂処理ユニットと、
前記鋳型の中に配置する中子を造型する中子造型ユニットと、
をさらに備え、
前記異常判定コンピュータは、前記鋳造設備で鋳造された鋳物の不良の状態と、該不良の前記ユニットにおける原因をマトリックスデータベースで記憶し、前記少なくとも一つの装置の稼働に関する情報から該マトリックスデータベースのデータを用いて装置の不具合を判定する、
請求項５ないし請求項９のいずれか１項に記載のシステム。
前記マトリックスデータベースは、前記鋳物の不良の状態と、砂処理、造型、中子、注湯、冷却及び後処理の６つの加工点に区分した加工点とを関連付けたものであることを特徴とする請求項１０記載のシステム。
前記鋳造設備は、
前記判定した不具合に基づき、当該不具合を解消するために、不具合の原因となる装置を調整する調整手段をさらに備える、
請求項１０又は１１に記載のシステム。
前記調整手段が、前記造型ユニット制御装置、鋳型搬送ユニット制御装置、注湯ユニット制御装置のいずれかであることを特徴とする請求項１２記載のシステム。