JP6902243B2 - A computer-readable recording medium that stores the pouring system, the control method of the pouring system, the control program, and the control program. - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、注湯システム、注湯システムの制御方法、制御プログラム、及び、制御プログラムを記憶するコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。 An embodiment of the present invention relates to a pouring system, a control method for the pouring system, a control program, and a computer-readable recording medium for storing the control program.
注湯装置の一種として、傾動式の注湯装置が利用されている。傾動式の注湯装置は、一般的に3つのモータを備えており、これら3つのモータが動作することで取鍋の傾動角度、上下方向の位置、及び、前後方向の位置が調整される。取鍋の傾動角度、上下方向の位置及び前後方向の位置を自動的に制御することによって、取鍋から鋳型内に正確に溶湯を注ぐ技術が知られている。 As a kind of hot water pouring device, a tilting type hot water pouring device is used. A tilt-type hot water pouring device generally includes three motors, and the tilt angle, the vertical position, and the front-rear position of the ladle are adjusted by operating these three motors. A technique is known in which the molten metal is accurately poured from the ladle into the mold by automatically controlling the tilt angle, the vertical position, and the front-rear position of the ladle.
例えば、特許文献1には、取鍋の傾動角度を調整するためのサーボモータの動作量と取鍋から鋳型への注湯流量との関係を表す数理モデルを用いて注湯流量を推定し、推定した注湯流量と目標注湯流量との差異が減少するようにサーボモータを制御することで取鍋から鋳型内に目標流量で注湯する自動注湯装置について記載されている。特許文献2には、目標注湯流量で注湯が行われるようにサーボモータの動作を制御し、サーボモータへの制御指令信号に基づいて鋳型の湯口を含む面内での溶湯の落下位置を推定し、当該落下位置と目標位置とが一致するように3つのサーボモータの動作を制御することで、溶湯を鋳型内に正確に注ぐ自動注湯装置が記載されている。
For example, in
特許文献1及び2に記載の装置では、取鍋内の溶湯を自動で鋳型内に注湯しているが、取鍋から鋳型内に手動で溶湯を注ぐことが求められる場合がある。例えば、ティーチングプレーバック方式で注湯装置を自動的に動作させるためには、まず操作者が手動で取鍋を操作することによって注湯流量、落下位置、取鍋の上下方向の位置、取鍋の前後方向の位置といった注湯条件を注湯装置に教示する必要がある。取鍋を手動で操作する際には、3つのモータの動作量を個別に操作することで鋳型内に溶湯を注ぐことが考えられる。しかしながら、注湯流量を変えるために取鍋の傾きを変化させると溶湯の落下位置も変化するし、取鍋の高さ位置を変化させた場合にも溶湯の落下位置は変化する。したがって、注湯条件によっては操作者による3つのモータの操作が複雑になり、操作者が注湯条件に従って鋳型内に溶湯を注ぐことが困難となることがある。
In the apparatus described in
よって、本技術分野では、取鍋の操作性を向上させることが求められている。 Therefore, in the present technical field, it is required to improve the operability of the ladle.
一態様では、鋳型の湯口を介して該鋳型内に溶湯を注ぐための注湯システムが提供される。この注湯システムは、溶湯を保持する取鍋と、取鍋を傾動させる第1のモータと、取鍋を上下方向に沿って移動させる第2のモータと、取鍋を前後方向に沿って移動させる第3のモータと、取鍋の傾動角度を変更するための第1の操作と、取鍋の上下方向の位置を調整するための第2の操作と、湯口を含む面内の前後方向における溶湯の落下位置を調整するための第3の操作とを受け付ける操作入力部と、第1のモータ、第2のモータ及び第3のモータの動作を制御する制御部と、を備えている。制御部は、第1の操作の操作量に応じて第1のモータの動作を制御し、第3の操作の操作量に応じて溶湯の目標落下位置を設定し、第1の操作の操作量、第2の操作の操作量及び第3の操作の操作量によって定まる落下位置が目標落下位置になるように、第3のモータの動作を制御する。 In one aspect, a pouring system for pouring molten metal into the mold via the sprue of the mold is provided. In this hot water pouring system, a ladle that holds the molten metal, a first motor that tilts the ladle, a second motor that moves the ladle in the vertical direction, and a ladle that moves the ladle in the front-rear direction. A third motor to be operated, a first operation for changing the tilt angle of the ladle, a second operation for adjusting the vertical position of the ladle, and a front-rear direction in the plane including the sprue. It includes an operation input unit that accepts a third operation for adjusting the drop position of the molten metal, and a control unit that controls the operations of the first motor, the second motor, and the third motor. The control unit controls the operation of the first motor according to the operation amount of the first operation, sets the target drop position of the molten metal according to the operation amount of the third operation, and operates the operation amount of the first operation. , The operation of the third motor is controlled so that the drop position determined by the operation amount of the second operation and the operation amount of the third operation becomes the target drop position.
上記一態様に係る注湯システムでは、第3の操作の操作量に応じて溶湯の目標落下位置が設定され、落下位置が目標落下位置になるように第3のモータの動作が制御されるので、第3の操作によって溶湯の落下位置を独立して調整することができる。また、この注湯システムでは、第1の操作及び第2の操作によって取鍋の傾動角度及び取鍋の上下方向の位置が調整された場合であっても、落下位置が目標落下位置に維持されるように第3のモータの動作が制御されるので、取鍋の傾動角度(注湯流量)及び取鍋の上下方向の位置を独立して調整することができる。したがって、取鍋の操作性を向上させることができる。 In the pouring system according to the above aspect, the target drop position of the molten metal is set according to the operation amount of the third operation, and the operation of the third motor is controlled so that the drop position becomes the target drop position. , The drop position of the molten metal can be adjusted independently by the third operation. Further, in this pouring system, the drop position is maintained at the target drop position even when the tilt angle of the ladle and the vertical position of the ladle are adjusted by the first operation and the second operation. Since the operation of the third motor is controlled in this way, the tilt angle (pouring flow rate) of the ladle and the vertical position of the ladle can be adjusted independently. Therefore, the operability of the ladle can be improved.
一実施形態では、制御部は、第1の操作の操作量が所定の閾値よりも小さい場合には、第1のモータが動作しないようにしてもよい。この実施形態では、傾動角度を変更するときの操作者の手の震え、ノイズ等によって取鍋が動作することが抑制されるので、操作者の意図に沿って取鍋を動作させることができる。 In one embodiment, the control unit may prevent the first motor from operating when the operation amount of the first operation is smaller than a predetermined threshold value. In this embodiment, the operation of the ladle is suppressed by the operator's hand tremor, noise, or the like when the tilt angle is changed, so that the ladle can be operated according to the operator's intention.
一実施形態では、制御部は、第1の操作の操作量を示す信号値に対してローパスフィルタ処理を行い、ローパスフィルタ処理後の信号値に基づいて第1のモータの動作を制御する。この実施形態では、ローパスフィルタ処理によって、傾動角度を変更するときの操作者の手の震え、ノイズ等に関する信号が除去されるので、操作者の意図に沿って取鍋を動作させることができる。 In one embodiment, the control unit performs low-pass filter processing on the signal value indicating the operation amount of the first operation, and controls the operation of the first motor based on the signal value after the low-pass filter processing. In this embodiment, the low-pass filter processing removes signals related to the operator's hand tremor, noise, and the like when the tilt angle is changed, so that the ladle can be operated according to the operator's intention.
一実施形態では、制御部は、取鍋の傾動角度が第1の角度よりも小さいときには第1のモードで第1のモータの動作を制御し、取鍋の傾動角度が第1の角度以上且つ第2の角度よりも小さいときには第2のモードで第1のモータの動作を制御し、取鍋の傾動角度が第2の角度以上であるときには第3のモードで第1のモータの動作を制御し、第1の角度は第2の角度よりも小さな角度であり、第2の角度は取鍋からの溶湯の流出が開始される出湯開始角度であり、第1のモードでは、第1の操作の操作量に第1の係数を乗じることによって第1のモータの動作を制御するための指令値を生成し、第2のモードでは、第1の操作の操作量に第1の係数とは異なる第2の係数を乗じることによって第1のモータの動作を制御するための指令値を生成し、第3のモードでは、第1の操作の操作量に応じて溶湯の目標注湯流量を設定し、取鍋からの注湯流量が目標注湯流量になるように第1のモータの動作を制御するための指令値を生成してもよい。 In one embodiment, the control unit controls the operation of the first motor in the first mode when the tilt angle of the pan is smaller than the first angle, and the tilt angle of the pan is equal to or greater than the first angle. When it is smaller than the second angle, the operation of the first motor is controlled in the second mode, and when the tilt angle of the pan is greater than or equal to the second angle, the operation of the first motor is controlled in the third mode. However, the first angle is smaller than the second angle, the second angle is the hot water discharge start angle at which the outflow of the molten metal from the pan is started, and in the first mode, the first operation A command value for controlling the operation of the first motor is generated by multiplying the manipulated variable of the first operation by the first coefficient, and in the second mode, the manipulated variable of the first operation is different from the first coefficient. By multiplying by the second coefficient, a command value for controlling the operation of the first motor is generated, and in the third mode, the target pouring flow rate of the molten metal is set according to the operation amount of the first operation. , A command value for controlling the operation of the first motor may be generated so that the pouring flow rate from the pan becomes the target pouring flow rate.
上記実施形態では、第1のモードでは、第1の操作の操作量に第1の係数を乗じることによって生成された指令値に従って第1のモータの動作が制御されるので、操作者は取鍋の傾動角度を直接的に操作することができる。第3のモードでは、第1の操作の操作量に応じて溶湯の目標注湯流量が設定され、取鍋からの注湯流量が目標注湯流量になるように指令値が生成されるので、操作者は注湯流量を直接的に操作することができる。また、上記実施形態では、第1のモードと第3のモードとの間で遷移する間に、第1の操作の操作量に第2の係数を乗じることによって生成された指令値に従って第1のモータの動作が制御される第2のモードが設定されている。上記実施形態では、取鍋の傾動角度に応じて取鍋の動作を変更することができる。 In the above embodiment, in the first mode, the operation of the first motor is controlled according to the command value generated by multiplying the operation amount of the first operation by the first coefficient, so that the operator can take the ladle. The tilt angle of can be directly manipulated. In the third mode, the target pouring flow rate of the molten metal is set according to the operation amount of the first operation, and the command value is generated so that the pouring flow rate from the ladle becomes the target pouring flow rate. The operator can directly control the pouring flow rate. Further, in the above embodiment, during the transition between the first mode and the third mode, the first operation is performed according to the command value generated by multiplying the operation amount of the first operation by the second coefficient. A second mode is set in which the operation of the motor is controlled. In the above embodiment, the operation of the ladle can be changed according to the tilt angle of the ladle.
一実施形態では、制御部は、取鍋の傾動角度が第3の角度よりも小さいときには、取鍋の出湯口が湯口の取鍋側の縁部の上方に位置するように第3のモータの動作を制御し、取鍋の傾動角度が第3の角度以上であるときには、落下位置が目標落下位置になるように第3のモータの動作を制御し、第3の角度は、落下位置が湯口の中心位置に達する取鍋の傾動角度であってもよい。 In one embodiment, the control unit of the third motor so that when the tilt angle of the ladle is smaller than the third angle, the outlet of the ladle is located above the edge of the ladle on the side of the ladle. The operation is controlled, and when the tilt angle of the ladle is equal to or greater than the third angle, the operation of the third motor is controlled so that the drop position becomes the target drop position. It may be the tilt angle of the ladle that reaches the center position of.
取鍋の傾動角度が出湯開始角度よりも大きくなり、取鍋からの溶湯の流出が開始された直後は注湯流量が急激に大きくなるので、それに伴い取鍋から落下位置までの前後方向の位置も急激に大きくなる。この場合には、溶湯の落下位置を目標落下位置に維持するために取鍋の前後方向の位置が急激に変化する。取鍋の前後方向の位置が急激に変化すると、取鍋内の溶湯の液面が振動し、溶湯の落下位置を精度良く制御することが難しくなる。これに対し、上記実施形態では、溶湯の落下位置が湯口の中心位置に達するまでは取鍋の出湯口が湯口の取鍋側の縁部の上方に維持され、溶湯の落下位置が湯口の中心位置に達した後に溶湯の落下位置が目標落下位置になるように第3のモータの動作を制御されるので、取鍋の前後方向の位置の急激な変化を抑制することができる。 Immediately after the tilt angle of the ladle becomes larger than the hot water discharge start angle and the outflow of molten metal from the ladle starts, the pouring flow rate increases sharply. Also grows rapidly. In this case, the position of the ladle in the front-rear direction changes abruptly in order to maintain the drop position of the molten metal at the target drop position. If the position of the ladle in the front-rear direction changes suddenly, the liquid level of the molten metal in the ladle vibrates, and it becomes difficult to accurately control the falling position of the molten metal. On the other hand, in the above embodiment, the outlet of the ladle is maintained above the edge of the ladle on the ladle side until the falling position of the molten metal reaches the center position of the sprue, and the falling position of the molten metal is the center of the sprue. Since the operation of the third motor is controlled so that the drop position of the molten metal reaches the target drop position after reaching the position, it is possible to suppress a sudden change in the position of the ladle in the front-rear direction.
別の一態様では、鋳型の湯口を介して該鋳型内に溶湯を注ぐための注湯システムの制御方法が提供される。この注湯システムは、溶湯を保持する取鍋と、取鍋を傾動させる第1のモータと、取鍋を上下方向に沿って移動させる第2のモータと、取鍋を前後方向に沿って移動させる第3のモータと、取鍋の傾動角度を変更するための第1の操作と、取鍋の上下方向の位置を調整するための第2の操作と、湯口を含む面内の前後方向における溶湯の落下位置を調整するための第3の操作とを受け付ける操作入力部と、第1のモータ、第2のモータ及び第3のモータの動作を制御する制御部と、を備えている。方法は、制御部が、第1の操作の操作量に応じて第1のモータの動作を制御する工程と、制御部が、第2の操作の操作量に応じて第2のモータの動作を制御する工程と、制御部が、第3の操作の操作量に応じて溶湯の目標落下位置を設定し、第1の操作の操作量、第2の操作の操作量及び第3の操作の操作量によって定まる落下位置が目標落下位置になるように、第3のモータの動作を制御する工程と、を含む。この方法によれば、取鍋の操作性を向上させることができる。 In another aspect, a method of controlling a pouring system for pouring molten metal into the mold through the sprue of the mold is provided. In this hot water pouring system, a ladle that holds the molten metal, a first motor that tilts the ladle, a second motor that moves the ladle in the vertical direction, and a ladle that moves the ladle in the front-rear direction. A third motor to be operated, a first operation for changing the tilt angle of the ladle, a second operation for adjusting the vertical position of the ladle, and a front-rear direction in the plane including the sprue. It includes an operation input unit that accepts a third operation for adjusting the drop position of the molten metal, and a control unit that controls the operations of the first motor, the second motor, and the third motor. The method is that the control unit controls the operation of the first motor according to the operation amount of the first operation, and the control unit controls the operation of the second motor according to the operation amount of the second operation. The process to be controlled and the control unit set the target drop position of the molten metal according to the operation amount of the third operation, and the operation amount of the first operation, the operation amount of the second operation, and the operation of the third operation. It includes a step of controlling the operation of the third motor so that the drop position determined by the amount becomes the target drop position. According to this method, the operability of the ladle can be improved.
一実施形態では、操作入力部によって、操作者から第1の操作の操作量、第2の操作の操作量及び第3の操作の操作量を受け付け、受け付けた第1の操作の操作量、第2の操作の操作量及び第3の操作の操作量に基づいて第1のモータ、第2のモータ及び第3のモータの動作を制御し、鋳型内に溶湯を注ぐ工程と、受け付けた第1の操作の操作量、第2の操作の操作量及び第3の操作の操作量から、溶湯の注湯流量、落下位置、取鍋の前後方向の移動量、及び、取鍋の上下方向の移動量を求め、溶湯の注湯流量、落下位置、取鍋の前後方向の移動量、及び、取鍋の上下方向の移動量をティーチングデータとして取得する工程と、取得されたティーチングデータに基づいて溶湯が自動的に注がれるように第1のモータ、第2のモータ及び第3のモータの動作を制御する工程と、を含んでもよい。 In one embodiment, the operation input unit receives the operation amount of the first operation, the operation amount of the second operation, and the operation amount of the third operation from the operator, and the operation amount of the first operation received is the first. The step of controlling the operation of the first motor, the second motor and the third motor based on the operation amount of the second operation and the operation amount of the third operation, and pouring the molten metal into the mold, and the received first From the operation amount of the operation, the operation amount of the second operation, and the operation amount of the third operation, the pouring flow rate of the molten metal, the drop position, the amount of movement in the front-rear direction of the pan, and the movement of the pan in the vertical direction. The process of obtaining the amount and acquiring the pouring flow rate of the molten metal, the drop position, the amount of movement of the pan in the front-rear direction, and the amount of movement of the pan in the vertical direction as teaching data, and the molten metal based on the acquired teaching data. May include a step of controlling the operation of the first motor, the second motor and the third motor so that
上記実施形態に係る方法では、操作者によって鋳型内に注湯されたときの溶湯の注湯流量、落下位置、取鍋の前後方向の移動量、及び、取鍋の上下方向の移動量をティーチングデータとして取得し、当該ティーチングデータに基づいて溶湯が自動的に注がれるように第1のモータ、第2のモータ及び第3のモータの動作を制御しているので、操作者による注湯動作を注湯装置によって再現することができる。 In the method according to the above embodiment, teaching is performed on the flow rate of the molten metal when the molten metal is poured into the mold by the operator, the drop position, the amount of movement of the ladle in the front-rear direction, and the amount of movement of the ladle in the vertical direction. Since the operation of the first motor, the second motor, and the third motor is controlled so that the molten metal is automatically poured based on the teaching data acquired as data, the operator performs the pouring operation. Can be reproduced by a hot water pouring device.
一実施形態では、ティーチングデータに基づいて、溶湯の湯口に対する流入速度、溶湯の湯口に対する流入範囲、及び、湯口に対する溶湯の流入角度を算出する工程を更に含んでもよい。 In one embodiment, a step of calculating the inflow rate of the molten metal into the sprue, the inflow range of the molten metal into the sprue, and the inflow angle of the molten metal with respect to the sprue may be further included based on the teaching data.
CAE(Computer aided engineering)解析によって、湯流れ解析を行う場合には、溶湯の湯口に対する流入速度、溶湯の湯口に対する流入範囲、及び、湯口に対する溶湯の流入角度を境界条件として与えることが必要である。上記実施形態では、CAE解析を高精度に行うために有用な情報である溶湯の湯口に対する流入速度、溶湯の湯口に対する流入範囲、及び、湯口に対する溶湯の流入角度を算出することができる。 When performing a molten metal flow analysis by CAE (Computer aided engineering) analysis, it is necessary to give the inflow rate of the molten metal to the sprue, the inflow range of the molten metal to the sprue, and the inflow angle of the molten metal to the sprue as boundary conditions. .. In the above embodiment, it is possible to calculate the inflow velocity of the molten metal into the sprue, the inflow range of the molten metal into the sprue, and the inflow angle of the molten metal with respect to the sprue, which are useful information for performing CAE analysis with high accuracy.
更に別の一態様では、鋳型の湯口を介して該鋳型内に溶湯が注がれるように注湯システムを機能させるための制御プログラムであって、注湯システムは、溶湯を保持する取鍋と、取鍋を傾動させる第1のモータと、取鍋を上下方向に沿って移動させる第2のモータと、取鍋を前後方向に沿って移動させる第3のモータと、取鍋の傾動角度を変更するための第1の操作と、取鍋の上下方向の位置を調整するための第2の操作と、湯口を含む面内の前後方向における溶湯の落下位置を調整するための第3の操作とを受け付ける操作入力部と、第1のモータ、第2のモータ及び第3のモータの動作を制御する制御部と、を備え、制御プログラムは、第1の操作の操作量に応じて第1のモータの動作を制御する工程と、第2の操作の操作量に応じて第2のモータの動作を制御する工程と、第3の操作の操作量に応じて溶湯の目標落下位置を設定し、第1の操作の操作量、第2の操作の操作量及び第3の操作の操作量によって定まる落下位置が目標落下位置になるように、第3のモータの動作を制御する工程と、を制御部に実行させる。 In yet another aspect, the pouring system is a control program for operating the pouring system so that the molten metal is poured into the mold through the sprue of the mold, and the pouring system is a pan for holding the molten metal. , The first motor that tilts the pan, the second motor that moves the pan in the vertical direction, the third motor that moves the pan in the front-back direction, and the tilt angle of the pan. The first operation for changing, the second operation for adjusting the vertical position of the pan, and the third operation for adjusting the falling position of the molten metal in the front-rear direction in the plane including the sprue. The control program includes an operation input unit that accepts the above and a control unit that controls the operation of the first motor, the second motor, and the third motor, and the control program has a first operation amount according to the operation amount of the first operation. The process of controlling the operation of the motor, the process of controlling the operation of the second motor according to the operation amount of the second operation, and the target drop position of the molten metal according to the operation amount of the third operation are set. , A step of controlling the operation of the third motor so that the drop position determined by the operation amount of the first operation, the operation amount of the second operation, and the operation amount of the third operation becomes the target drop position. Let the control unit execute it.
更に別の一態様では、鋳型の湯口を介して該鋳型内に溶湯が注がれるように注湯システムを機能させるための制御プログラムを記憶するコンピュータ読取り可能な記録媒体であって、注湯システムは、溶湯を保持する取鍋と、取鍋を傾動させる第1のモータと、取鍋を上下方向に沿って移動させる第2のモータと、取鍋を前後方向に沿って移動させる第3のモータと、取鍋の傾動角度を変更するための第1の操作と、取鍋の上下方向の位置を調整するための第2の操作と、湯口を含む面内の前後方向における溶湯の落下位置を調整するための第3の操作とを受け付ける操作入力部と、第1のモータ、第2のモータ及び第3のモータの動作を制御する制御部と、を備え、制御プログラムは、第1の操作の操作量に応じて第1のモータの動作を制御する工程と、第2の操作の操作量に応じて第2のモータの動作を制御する工程と、第3の操作の操作量に応じて溶湯の目標落下位置を設定し、第1の操作の操作量、第2の操作の操作量及び第3の操作の操作量によって定まる落下位置が目標落下位置になるように、第3のモータの動作を制御する工程と、を制御部に実行させる。 In yet another aspect, a computer-readable recording medium that stores a control program for operating the pouring system so that the molten metal is poured into the mold through the sprue of the mold, the pouring system. Is a pan for holding the molten metal, a first motor for tilting the pan, a second motor for moving the pan in the vertical direction, and a third motor for moving the pan in the front-rear direction. The first operation for changing the tilt angle of the motor and the ladle, the second operation for adjusting the vertical position of the ladle, and the drop position of the molten metal in the front-rear direction in the plane including the sprue. The control program includes an operation input unit that accepts a third operation for adjusting the above, and a control unit that controls the operation of the first motor, the second motor, and the third motor. A step of controlling the operation of the first motor according to the operation amount of the operation, a step of controlling the operation of the second motor according to the operation amount of the second operation, and a step of controlling the operation of the third operation according to the operation amount of the third operation. The target drop position of the molten metal is set, and the third motor is set so that the drop position determined by the operation amount of the first operation, the operation amount of the second operation, and the operation amount of the third operation becomes the target drop position. The control unit is made to execute the process of controlling the operation of.
本発明の一側面及び種々の実施形態によれば、取鍋の操作性を向上させることができる。 According to one aspect of the present invention and various embodiments, the operability of the ladle can be improved.
以下、図面を参照して種々の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。 Hereinafter, various embodiments will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same reference numerals are given to the same or corresponding parts in each drawing.
まず、一実施形態に係る注湯システム1について説明する。図1は、一実施形態に係る注湯システム1を概略的に示す斜視図である。以下では、図1に示すように、後述する搬送装置CDの延在方向をX方向とし、後述する注湯装置の上下方向をZ方向とし、当該注湯装置の前後方向をY方向として説明する。
First, the hot
図1に示すように、注湯システム1は、注湯装置10及び操作入力部20を備えている。注湯装置10は、取鍋12、第1のモータ13、第2のモータ14、第3のモータ15、保持部16、及び、ロードセルLDを備えている。取鍋12は、鋳型30に注湯するための溶湯Mを保持する容器であり、回転軸を介して保持部16に支持されている。取鍋12の側面上部には、出湯ノズル12aが設けられている。出湯ノズル12aの先端部は、出湯口12bを構成している。注湯装置10では、出湯口12bを中心に取鍋12が傾動することにより、出湯口12bから溶湯Mが流出する。
As shown in FIG. 1, the hot
第1のモータ13は、取鍋12の回転軸を回転させ、取鍋12を傾動させるための駆動力を発生する。第2のモータ14は、Z方向に取鍋12を移動させるための駆動力を発生する。第3のモータ15は、Y方向に取鍋12を移動させるための駆動力を発生する。これら第1のモータ13、第2のモータ14及び第3のモータ15は、例えばサーボモータである。また、ロードセルLDは、取鍋12内の溶湯Mの重量を測定する。
The
操作入力部20は、取鍋12の傾動角度、上下方向の位置及び取鍋12から流出する溶湯Mの落下位置を操作するための装置である。この操作入力部20は、例えば注湯装置10から離れた位置に設けられている。図1に示すように、操作入力部20は、取鍋12の傾動角度、Z方向の位置、及び、溶湯Mの落下位置を操作するためのレバー21を有している。レバー21は、操作者が操舵できるようになっている。具体的には、操作者は、レバー21をその軸回りに回転させることができると共に、上下方向及び左右方向に傾けることができる。レバー21をその軸回りに回転させる第1の操作は、取鍋12の傾動角度を変更するための操作である。また、レバー21を上下方向に傾ける第2の操作は、取鍋12のZ方向の位置を調整するための操作である。レバー21を左右方向に傾ける第3の操作は、取鍋12から流出する溶湯Mの落下位置をY方向に調整するための操作である。操作入力部20は、操作者によって行われた第1の操作、第2の操作及び第3の操作の操作量、即ちレバー21の軸周り方向への回転角度φr、上下方向への傾動角度φz、及び、左右方向への傾動角度φyを示す信号を後述する制御部Cntへ送出する。
The
注湯システム1は、制御部Cntを更に備えている。制御部Cntは、プロセッサ、記憶部等を備えるコンピュータであり、注湯システム1の各部を制御する。制御部Cntは、取鍋12の傾動角度、取鍋12のY方向の位置及び取鍋12のZ方向の位置を第1のモータ13、第2のモータ14及び第3のモータ15に設けられたロータリーエンコーダからそれぞれ取得する。また、制御部Cntは、操作入力部20からレバー21の軸周り方向への回転角度φr、上下方向への傾動角度φz、及び、左右方向への傾動角度φyを示す信号を受け、これらの信号に基づいて、取鍋12の傾動角度、取鍋12のZ方向の位置、及び、取鍋12のY方向の位置を制御する。制御部Cntの機能の詳細については後述する。
The hot
一実施形態では、注湯装置10の前方には、搬送装置CDが配置され得る。搬送装置CDは、注湯工程において、その上部に配置された鋳型30をX方向に沿って間欠的に搬送する。一実施形態では、搬送装置CDは、X方向に沿って鋳型30を搬送し、X方向において取鍋12の出湯口12bと鋳型30の湯口31とが重なる位置に鋳型30を停止させる。その位置に鋳型30が停止された後に、注湯装置10によって鋳型30内に溶湯Mが注湯される。
In one embodiment, the transport device CD may be arranged in front of the hot
以下、図2を参照して注湯システム1の機能構成について説明する。図2は、注湯システム1の機能を示すブロック図を示している。
Hereinafter, the functional configuration of the pouring
[数理モデル]
まず、第1のモータ13に対する指令値utから注湯流量qを導出するための数理モデルについて説明する。なお、注湯流量とは、取鍋12の傾動によって取鍋12から流出する溶湯Mの流量を示している。
[Mathematical model]
First, a description will be given mathematical model to derive the pouring flow rate q from the command value u t for the
指令値utから注湯流量qを導出するための数理モデルは、取鍋12が角速度ω[deg/s]で制御されている場合と、角度θ[deg]で制御されている場合とで異なる。ここで、傾動角度θとは、図3に示すように、取鍋12の出湯口12bを中心とした取鍋12の傾動角度を示している。角速度ωとは、単位時間当たりに回転する取鍋12の傾動角度を示している。
In the command value u t pouring mathematical model for deriving the flow rate q is a if the
まず、取鍋12が角速度ωによって制御されている場合について説明する。制御部Cntが取鍋12を角速度ωで制御している場合には、制御部Cntから第1のモータ13に出力される指令値ut[V]に基づいて、注湯流量q[m3/s]が取得される。指令値utと取鍋12の角速度ωとの関係は、下記式(1)のように表される。下記式(1)において、Tt[s]は時定数であり、Kt[deg/(sV)]はゲイン定数である。
First, a case where the
また、傾動角度θと角速度ωとは、下記式(2)に表される関係を有する。 Further, the tilt angle θ and the angular velocity ω have a relationship represented by the following equation (2).
一方、取鍋12が傾動角度θによって制御されている場合には、取鍋12が予め定められた指令角度θr[deg]になるように制御部Cntによって第1のモータ13の動作が制御される。指令角度θrと角速度ωとの関係は、下記式(3)のように表される。下記式(3)において、Ktp[deg/(sV)]はゲイン定数である。
制御部Cntからの指令値utに基づいて取鍋12は傾動角度θ又は角速度ωで傾動される。このように取鍋12が傾動されることによって、取鍋12内の溶湯Mが鋳型30内に注がれる注湯プロセスPR1が行われる。注湯プロセスPR1において取鍋12から流出する溶湯Mの流量、即ち注湯流量qは、下記式(4)及び式(5)に従って求められる。
図3に示すように、式(4)のh[m]は出湯口12bの高さ位置を基準とした溶湯Mの液位を表しており、A(θ)[m2]は出湯口12bを通る水平面における溶湯Mの断面積を表している。また、Vs(θ)[m3]は出湯口12bを通る水平面よりも低い位置にある溶湯Mの体積を表している。さらに、式(5)のhb[m]は、図4に示すように、出湯口12bでの溶湯Mの液面からの深さを表しており、Lf[m]はhbに対応する高さ位置における出湯口12bの幅を表している。また、式(5)のg[m/s2]は重力加速度を表している。
As shown in FIG. 3, h [m] in the formula (4) represents the liquid level of the molten metal M with reference to the height position of the
次に、注湯流量qに基づいて取鍋12からの溶湯Mの流出重量Wを算出する流出重量算出プロセスPR2について説明する。注湯流量qと流出重量Wとは、下記式(6)に表される関係を有する。式(6)において、ρ[kg/m3]は溶湯Mの密度を表している。流出重量Wは、ロードセルLDによって計測される。
Next, the outflow weight calculation process PR2 for calculating the outflow weight W of the molten metal M from the
ロードセルLDの動作特性は、下記式(7)のように表される。式(7)において、WL[kg]はロードセルLDによって計測された溶湯Mの流出重量を表している。式(7)に示すように、計測された流出重量WLは、実際の流出重量Wに対して応答遅れが生じることとなる。 The operating characteristics of the load cell LD are expressed by the following equation (7). In the formula (7), W L [kg ] represents the outflow weight of the molten metal M, which is measured by the load cell LD. As shown in equation (7), effluent weight W L that is measured becomes the response delay with respect to the actual outflow weight W occurs.
次に、溶湯Mの自由落下プロセスPR3について説明する。自由落下プロセスPR3では、取鍋12の出湯口12bから流出した溶湯MのY方向の落下距離Svが算出される。自由落下プロセスPR3では、落下距離Svを求めるために、出湯口12bから自由落下運動によって落下する溶湯Mの落下軌跡が導出される。溶湯Mの落下軌跡の導出するために、下記式(8)に従って、出湯口12bでの溶湯Mの平均流速vf[m/s]が算出される。
Next, the free fall process PR3 of the molten metal M will be described. In free-fall process PR3, fall distance S v in the Y direction of the molten metal M that flows from the
式(8)においてAp[m2]は取鍋12の出湯口12bを通る鉛直断面に沿った溶湯Mの断面積を示している。断面積Apは下記式(9)で表される。
A p [m 2] in equation (8) shows the cross-sectional area of the molten metal M along a vertical section through the tap holes 12b of the
図5は、上記式(8)に基づいて算出された溶湯Mの平均流速vfと実験により測定された実際の溶湯Mの平均流速vr[m/s]との関係を示すグラフである。図5の横軸は上記式(8)に基づいて算出された溶湯Mの平均流速vfを表しており、縦軸は実験で得られた溶湯Mの平均流速vrを表している。図5に示すように、溶湯Mの実際の平均流速vrは、式(8)によって算出された平均流速vf[m/s]よりも速くなる。この結果は、実際に出湯口12bから溶湯Mが流出する場合には、図6に示すように、重力の影響によって、出湯口12b上の溶湯Mの液面高さが、出湯口12bから離れた位置での溶湯Mの液面高さよりも低くなるためであると考えられる。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the average flow velocity v f of the molten metal M calculated based on the above formula (8) and the average flow velocity v r [m / s] of the actual molten metal M measured by the experiment. .. The horizontal axis of FIG. 5 represents the average flow velocity v f of the molten metal M calculated based on the above formula (8), and the vertical axis represents the average flow velocity v r of the molten metal M obtained in the experiment. As shown in FIG. 5, the actual average flow velocity v r of the molten metal M is faster than the average flow velocity v f [m / s] calculated by the equation (8). As a result, when the molten metal M actually flows out from the
そこで、溶湯Mの平均流速の理論値が実測値と一致するように、下記式(10)に従って、溶湯Mの平均流速の理論値が補正される。式(10)において、vt[m/s]は補正後の平均流速を表しており、α1及びα0はシミュレーションにより得られた平均流速vfと平均流速の実測値vrと関係を最小二乗法によって近似することにより得られた係数である。図5に示す結果が得られる実施形態では、α1は2.067、α0は−0.275に設定される。 Therefore, the theoretical value of the average flow velocity of the molten metal M is corrected according to the following equation (10) so that the theoretical value of the average flow velocity of the molten metal M matches the actually measured value. In equation (10), v t [m / s] represents the corrected average flow velocity, and α1 and α0 have a minimum relationship between the average flow velocity v f obtained by simulation and the measured value v r of the average flow velocity. It is a coefficient obtained by approximating by the multiplication method. In the embodiment in which the result shown in FIG. 5 is obtained, α1 is set to 2.067 and α0 is set to −0.275.
次に、湯口31を含む水平面HP上での溶湯Mの落下位置DPが導出される。図7に示すように取鍋12の出湯口12bと落下位置DPとのY方向における距離をSv[m]とすると、出湯口12bから流出した溶湯Mは自由落下運動をするため、距離Svは下記式(11)に従って導出される。式(11)において、Sw[m]は、取鍋12の出湯口12bと鋳型30の湯口31とのZ方向における距離を表している。
Next, the drop position DP of the molten metal M on the horizontal surface HP including the
さらに、一実施形態に係る注湯システム1では、取鍋12からの注湯流量qに基づいて、湯口31に対する溶湯Mの流速vl、溶湯Mの湯口31上での断面積Al(t)、及び、湯口31に対する溶湯Mの流入角度φinが算出されてもよい。溶湯Mの流速vlを算出するために、まず下記式(12)に従って、落下位置DPでの溶湯MのZ方向の流速vgが求められる。
Furthermore, the pouring
水平面HP上での溶湯Mの流速vlは、下記式(13)に従って求められる。 Velocity v l of the molten metal M on the horizontal plane HP is obtained according to the following formula (13).
溶湯Mの流入角度φinは、下記式(14)に従って求められる。
流入角度φinは、落下位置DPを通り、且つ、Z方向に延びる直線と溶湯Mとがなす角度を表している。
The inflow angle φ in represents the angle formed by the straight line extending in the Z direction and the molten metal M passing through the drop position DP.
断面積Al(t)は、下記式(15)に従って求められる。 The cross-sectional area A l (t) is obtained according to the following formula (15).
また、水平面HPにおける溶湯Mの断面の半径rl[m]は、下記式(16)に従って求められる。 Further, the radius rl [m] of the cross section of the molten metal M on the horizontal plane HP is obtained according to the following formula (16).
[制御部の機能構成]
次いで、制御部Cntの機能構成について説明する。制御部Cntは、注湯流量制御部FC1、同期化制御部FC2、落下位置推定部FC3、落下位置操作部FC4、前後位置制御部FC5、上下位置制御部FC6を有している。
[Functional configuration of control unit]
Next, the functional configuration of the control unit Cnt will be described. The control unit Cnt includes a pouring flow rate control unit FC1, a synchronization control unit FC2, a drop position estimation unit FC3, a drop position operation unit FC4, a front-rear position control unit FC5, and a vertical position control unit FC6.
[注湯流量制御]
注湯流量制御部FC1は、操作者による操作入力部20の第1の操作の操作量、例えばレバー21の軸周り方向への回転角度φrを当該操作入力部20から受け取り、回転角度φrに応じて第1のモータ13の動作を制御するための指令値utを生成する。一実施形態では、注湯流量制御部FC1は、下記式(17)に従って第1のモータ13に出力される指令値utを算出し得る。
[Pouring flow rate control]
Pouring flow controller FC1 receives the operation amount of the first operation of the
式(17)に示すように、注湯流量制御部FC1は、回転角度φrが角度φd以下である場合には指令値utは0とする。即ち、回転角度φrが所定の閾値である角度φd以下である場合には第1のモータ13は動作しない。角度φdは、不感帯の幅であり、一実施形態では角度φdは5[deg]に設定される。このように、回転角度φrに不感帯の領域を設定することで操作者の手の震え、ノイズ等によって取鍋が誤動作することが抑制することが出来、その結果、取鍋の操作性を向上させることができる。
As shown in equation (17), molten metal flow controller FC1, when the rotation angle phi r is less than the angle phi d is a command value u t is 0. That is, when the rotation angle φ r is equal to or less than the angle φ d , which is a predetermined threshold value, the
回転角度φrが角度φdより大きく、且つ、取鍋12の傾動角度θがθs−β(第1の角度)よりも小さい場合には、注湯流量制御部FC1は、第1のモードで第1のモータ13の動作を制御する。ここで、θsは取鍋12からの溶湯Mの流出が開始される出湯開始角度であり、βはモード遷移区間の幅を示す定数である。第1のモードでは、ゲイン定数(第1の係数)kf0と回転角度φrとを乗じることで指令値utを求める。すなわち、第1のモードでは、指令値utと回転角度φrとはゲイン定数kf0を比例定数とする比例関係を有する。ゲイン定数kf0は、操作者が取鍋12の傾動角度θを操作しやすくなるような値に設定される。
When the rotation angle φ r is larger than the angle φ d and the tilt angle θ of the
回転角度φrが角度φdより大きい場合であって、取鍋12の傾動角度θがθs−β以上、且つ、θs(第2の角度)よりも小さい場合には、注湯流量制御部FC1は、第2のモードで第1のモータ13の動作を制御する。第2のモードでは、ゲイン定数(第2の係数)kf1と回転角度φrとを乗じることで指令値utを求める。すなわち、第2のモードでは、指令値utと回転角度φrとはゲイン定数kf1を比例定数とする比例関係を有する。ゲイン定数kf1は、ゲイン定数kf0は異なる値に設定されている。ゲイン定数kf1については、後述する。
When the rotation angle φ r is larger than the angle φ d and the tilt angle θ of the
回転角度φrが角度φdより大きく、且つ、取鍋12の傾動角度θがθs以上である場合には、注湯流量制御部FC1は、第3のモードで第1のモータ13の動作を制御する。第3のモードでは、取鍋12からの注湯流量が目標注湯流量になるように、指令値utがフィードバック制御又はフィードフォワード制御される。以下、第3のモードでの制御の一例について説明する。
When the rotation angle φ r is larger than the angle φ d and the tilt angle θ of the
一実施形態では、注湯流量制御部FC1は、目標注湯流量q(href)で溶湯Mが注湯されるように目標傾動角度速度ωrefを求める。目標注湯流量q(href)と目標傾動角度速度ωrefとは、下記式(18)に表される関係を有する。 In one embodiment, the pouring flow rate control unit FC1 obtains the target tilt angle velocity ω ref so that the molten metal M is poured at the target pouring flow rate q (h ref). The target pouring flow rate q (h ref ) and the target tilt angle velocity ω ref have a relationship represented by the following equation (18).
注湯プロセスPR1の応答性よりも第1のモータ13の応答性が十分速いとの仮定の下では、下記式(19)に従って、目標傾動角度速度ωrefから指令値utが求められる。
式(18)において、hrefは出湯口12b上の液面高さの目標値を表す目標出湯口液位である。式(5)に示すように、出湯口12b上の液位hと注湯流量qとの間には一対一の関係があるので、出湯口12b上の液位hを変化させることによって注湯流量qを制御することができる。注湯流量制御部FC1は、下記式(20)に従って、回転角度φrから目標出湯口液位hrefを求める。式(20)に示すように、回転角度φrと目標出湯口液位hrefとの間にはローパスフィルタが設けられる。
In the formula (18), href is a target outlet liquid level representing a target value of the liquid level height on the
式(20)において、ωn[rad/s]はローパスフィルタの折点角周波数を示しており、ζは減衰比を示している。kfはゲイン定数である。一実施形態では、目標出湯口液位hrefが振動的にならないように減衰比ζを1に設定し、応答性を高くするために折点角周波数ωnを5πに設定し得る。また、ゲイン定数kfは実験検証を行うことによって操作者が注湯流量を操作しやすくなるような値に設定される。例えば、ゲイン定数kfは0.001に設定される。上記の通り、注湯流量制御部FC1は、回転角度φrに対してローパスフィルタ処理を行い、ローパスフィルタ処理後の値に基づいて目標出湯口液位hrefを求める。そして、求められた目標出湯口液位hrefに基づいて、第1のモータ13の動作を制御するための目標傾動角度速度ωref及び指令値utを求めている。
In equation (20), ω n [rad / s] indicates the break point angular frequency of the low-pass filter, and ζ indicates the attenuation ratio. k f is a gain constant. In one embodiment, the attenuation ratio ζ may be set to 1 so that the target outlet liquid level h ref does not become oscillating, and the break point angular frequency ω n may be set to 5π in order to improve the responsiveness. Further, the gain constant k f is set to a value that makes it easier for the operator to operate the pouring flow rate by performing experimental verification. For example, the gain constant k f is set to 0.001. As described above, molten metal flow controller FC1 performs low-pass filtering with respect to the rotation angle phi r, determine the target outflow liquid level h ref based on the value of the low-pass filtering. Then, based on the determined target outflow liquid level h ref, seeking a target tilting angle velocity omega ref and the command value u t for controlling the operation of the
第2のモードは、上述した第1のモードと第3のモードとの間の遷移区間として機能する。第2のモードで用いられるゲイン定数kf1は、下記式(21)に従って求められる。 The second mode functions as a transition interval between the first mode and the third mode described above. The gain constant k f1 used in the second mode is obtained according to the following equation (21).
式(21)は、出湯開始角度θsでの目標出湯口液位として、href=0、d2href/dt2=0を式(18)に代入し、式(18)〜式(20)を用いて回転角度φrと指令値utとの関係を求めることによって導出することができる。第2のモードでは、取鍋12から溶湯Mの出湯が開始される前にゲイン定数をkf0からkf1に変更することで、注湯流量の操作性が低下することを抑制することができる。一実施形態の注湯システム1では、上述の式(17)〜式(21)に従って、操作入力部20からの第1の操作の操作量、即ち回転角度φrに応じて第1のモータの動作が制御される。これにより、操作者は独立して注湯流量を操作することができる。
In the formula (21) , h ref = 0 and d 2 h ref / dt 2 = 0 are substituted into the formula (18) as the target outlet liquid level at the hot water outlet start angle θ s , and the formulas (18) to (18) to the formula (18) can be derived by determining the relationship between the rotation angle phi r a command value u t with 20). In the second mode, by changing the gain constant from k f0 to k f1 before the hot water of the molten metal M is started to be discharged from the
さらに、一実施形態では、取鍋12の傾動角度θが出湯開始角度θsを超え、注湯流量制御部FC1の制御モードが第2のモードから第3のモードに切り替わる際に、式(20)に示すローパスフィルタに式(22)に示すパラメータを与えてもよい。
Further, in one embodiment, when the tilt angle θ of the
[落下位置制御]
次に、同期化制御部FC2について説明する。同期化制御部FC2は、取鍋12が傾動するときに、出湯口12bを中心として取鍋12が傾動するように取鍋12のY方向及びZ方向の位置を調整する同期化制御を行う。同期化制御部FC2は、下記式(23)及び式(24)に従って、この同期化制御によるY方向への移動量ys[m]及びZ方向への移動量zs[m]を求める。
[Drop position control]
Next, the synchronization control unit FC2 will be described. The synchronization control unit FC2 performs synchronization control for adjusting the positions of the
式(23)及び式(24)において、L[m]は、図8に示すように、取鍋12の回転軸AXと取鍋12の傾動中心である出湯口12bとのY方向の距離を表しており、θ0は注湯動作を開始する前の取鍋12の初期傾動角度を表している。また、γ[deg]は回転軸AXに直交し且つ取鍋12の幅方向(取鍋12の傾動角度が0であるときにY方向と一致する方向)に沿って延びる直線と水平線とがなす角度である。
In the formulas (23) and (24), L [m] is the distance in the Y direction between the rotation axis AX of the
次に、落下位置推定部FC3について説明する。落下位置推定部FC3は、取鍋12の出湯口12bから落下位置DPまでのY方向の距離Svestを推定する(図9参照)。落下位置推定部FC3は、下記式(25)に従って、距離Svestを求める。
Next, the drop position estimation unit FC3 will be described. The drop position estimation unit FC3 estimates the distance S best in the Y direction from the
式(25)において、Sw[m]は出湯口12bから鋳型30の上面(即ち水平面HP)までのZ方向に沿った距離を表している。式(25)のfは、式(5)及び式(8)〜式(11)に示す出湯口12bと落下位置DPとのY方向における距離を算出するための関数を表している。例えば、取鍋12の出湯口12bが湯口31の上方に配置されている場合には、式(25)によって推定される距離Svestだけ取鍋12をY方向に後退させることで取鍋12から流出する溶湯Mは湯口31に注湯されることとなる。
In the formula (25), S w [m ] represents the distance along the Z direction from the tapping
次に、落下位置操作部FC4について説明する。落下位置操作部FC4は、操作者による操作入力部20の第3の操作の操作量、例えばレバー21の左右方向への傾動角度φyを操作入力部20から受け取り、傾動角度φyに応じて第3のモータ15の動作を制御するための指令値uy[V]を生成する。具体的に、落下位置操作部FC4は、下記式(26)に従って、溶湯Mの落下位置DPのY方向に沿った移動量ypを求める。
Next, the drop position operation unit FC4 will be described. The drop position operation unit FC4 receives the operation amount of the third operation of the
式(26)において、kpyは傾動角度φyと落下位置DPのY方向の移動速度dyp/dtとの関係を定めるゲイン定数である。ゲイン定数kpyは、落下位置DPの操作性が良好になるように調整された値に設定される。取鍋12の操作前の位置から移動量ypだけY方向にずれた位置は、溶湯Mの落下位置の目標値である目標落下位置に設定される。
In the equation (26), k py is a gain constant that determines the relationship between the tilt angle φ y and the moving speed dy p / dt of the falling position DP in the Y direction. The gain constant k py is set to a value adjusted so that the operability of the drop position DP is good. Position shifted by the Y-direction movement amount y p from the position before operation of the
次に、前後位置制御部FC5について説明する。前後位置制御部FC5は、取鍋12からの溶湯Mの落下位置が目標落下位置になるように第3のモータ15に対する指令値uyを生成し、その指令値uyを第3のモータ15に送出する。
Next, the front-rear position control unit FC5 will be described. Longitudinal position controller FC5 the falling position of the molten metal M from a
前後位置制御部FC5は、下記式(27)に従って取鍋12のY方向の位置をフィードバック制御する。
The front-rear position control unit FC5 feedback-controls the position of the
xy[m]を取鍋12のY方向の位置とし、ry[m]を取鍋12のY方向の目標位置としたとき、式(27)のXyは取鍋12のY方向位置xy[m]をラプラス変換した値を表しており、Ryは取鍋12のY方向の目標位置ry[m]をラプラス変換した値を表している。また、式(27)において、sはラプラス演算子を表しており、Py(s)は第3のモータ15の駆動系を表しており、Ky(s)は制御器を表している。駆動系Py(s)は下記式(28)で表される。
The x y [m] and Y-direction position of the ladle 12, when the r y [m] to the target position in the Y direction of the
式(28)において、Tmy[s]は第3のモータ15の時定数を表し、Kmy[m/s/V]はゲイン定数を表している。式(28)に示すように、第3のモータ15の駆動系では、第3のモータ15に対する指令値uyから取鍋12のY方向への移動速度が一次遅れ系の関係を有する。また、式(27)に示すように、制御器Ky(s)はPID制御等を構成する。一実施形態では、落下位置操作部FC4は、下記式(29)に示すように比例制御により指令値uyを求める。
In the equation (28), T my [s] represents the time constant of the
式(29)においてkcyは比例制御における比例ゲインを表している。比例ゲインkcyは、溶湯Mの落下位置を目標落下位置に一致させるための目標位置ryに取鍋12を素早く移動できるような値に設定される。取鍋12のY方向の位置xpy[m]と出湯口12bのY方向の位置xLy[m]の関係は、下記式(30)のように表される。式(23)からも明らかであるように、取鍋12の同期化制御を行うことによって取鍋12の傾動角度θに関わらず出湯口12bのY方向の位置が維持される。
In equation (29), k cy represents the proportional gain in proportional control. Proportional gain k cy is set to quickly move it such values the target position r y in the
取鍋12のY方向の目標位置ryは、下記式(31)の下段に示すように、式(23)に従って求められる同期化制御によるY方向への移動量ys、式(25)に従って求められる出湯口12bから落下位置DPまでのY方向の距離Svest、及び、式(26)に従って求められる落下位置DPのY方向に沿った移動量ypに基づいて求められる。
Target position r y in the
式(31)においてrcは湯口31の半径を表している。一実施形態では、式(31)の上段に示すように、出湯口12bから落下位置DPまでのY方向の距離Svestが湯口31の半径rcよりも小さい場合には、取鍋12の出湯口12bがys−rcに対応する位置に配置されるように取鍋12が制御される。言い換えれば、取鍋12の傾動角度が、溶湯Mの落下位置DPが湯口31の中心位置に達する角度(第3の角度)よりも小さいときには、取鍋12の出湯口12bが湯口31の取鍋12側の縁部の上方に位置するように取鍋12の位置が制御される。一方、式(31)の下段に示すように、出湯口12bから落下位置DPまでのY方向の距離Svestが湯口31の半径rc以上である場合には、溶湯Mの落下位置DPが目標落下位置になるように、第3のモータ15の動作が制御される。例えば、出湯口12bから落下位置DPまでのY方向の距離Svestが湯口31の半径rc以上であり、且つ、移動量ypが0である場合には、取鍋12から流出する溶湯Mの落下位置は湯口31の中心に維持される。そして、操作者がレバー21を左右方向へ傾動角度φyだけ操作することで、溶湯Mの落下位置を傾動角度φyに応じた移動量ypだけ湯口31の中心から移動させることができる。
R c represents the radius of the
[上下方向位置の制御]
次に、上下位置制御部FC6について説明する。上下位置制御部FC6は、操作者による操作入力部20の第2の操作の操作量、例えばレバー21を上下方向への傾動角度φzを当該操作入力部20から受け取り、傾動角度φzに応じて第2のモータ14の動作を制御するための指令値uz[V]を生成する。具体的に、上下位置制御部FC6は、下記式(32)に従って、傾動角度φzから取鍋12のZ方向の移動量zp[m]を求める。
[Control of vertical position]
Next, the vertical position control unit FC6 will be described. The vertical position control unit FC6 receives the operation amount of the second operation of the
式(32)において、kpzは傾動角度φzと取鍋12のZ方向の移動速度dzp/dtとの関係を定めるゲイン定数である。ゲイン定数kpzは、取鍋12のZ方向の操作性が良好になるように調整された値に設定される。上下位置制御部FC6は、下記式(33)に従って取鍋12のZ方向の位置をフィードバック制御する。
In the equation (32), k pz is a gain constant that determines the relationship between the tilt angle φ z and the moving speed dz p / dt of the
xz[m]を取鍋12のZ方向の位置とし、rz[m]を取鍋12のZ方向の目標位置としたとき、式(33)のXzは取鍋12のZ方向位置xz[m]をラプラス変換した値を表しており、Rzは取鍋12のZ方向の目標位置rz[m]をラプラス変換した値を表している。また、式(33)において、sはラプラス演算子を表しており、Pz(s)は第2のモータ14の駆動系を表しており、Kz(s)は制御器を表している。駆動系Pz(s)は下記式(34)で表される。
When x z [m] is the position of the
式(34)において、Tmz[s]は第2のモータ14の時定数を表し、Kmz[m/s/V]はゲイン定数を表している。式(34)に示すように、第2のモータ14の駆動系では、第2のモータ14に対する指令値uzから取鍋12のZ方向への移動速度が一次遅れ系の関係を有する。また、式(33)に示すように、制御器Kz(s)はPID制御等を構成する。一実施形態では、上下位置制御部FC6は、下記式(35)に示すように比例制御により指令値uzを求める。
In the equation (34), T mz [s] represents the time constant of the
式(35)においてkczは比例制御における比例ゲインを表している。比例ゲインkczは、目標位置rzに取鍋12を素早く移動できるような値に設定される。取鍋12のZ方向の位置xpz[m]と出湯口12bのZ方向の位置xLz[m]の関係は、下記式(36)のように表される。式(24)からも明らかであるように、取鍋12の同期化制御を行うことによって取鍋12の傾動角度θに関わらず出湯口12bのZ方向の位置が維持される。
In equation (35), kcz represents the proportional gain in proportional control. The proportional gain k cz is set to a value that allows the
上下位置制御部FC6は、下記式(37)に示すように、式(24)に従って求められる同期化制御によるZ方向への移動量zsと、式(32)に従って求められる傾動角度φzに応じた取鍋12のZ方向の移動量zpとに基づいて、取鍋12のZ方向の目標位置rzを求める。
As shown in the following equation (37), the vertical position control unit FC6 sets the amount of movement z s in the Z direction by the synchronization control obtained according to the equation (24) and the tilt angle φ z obtained according to the equation (32). on the basis of the movement amount z p in the Z
式(37)において、z0は注湯開始前の湯口31を基準とした出湯口12bの高さを表している。式(37)に示すように、移動量zpが0である場合には、湯口31を基準とした出湯口12bの高さは一定に維持される。そして、操作者がレバー21を上下方向へ傾動角度φzだけ操作したときに、取鍋12のZ方向の位置を傾動角度φzに応じた移動量zpだけ移動させることができる。また、操作者による取鍋12の操作後の鋳型30の上面から出湯口12bまでのZ方向に沿った距離Swは、下記(38)で表される。式(25)に示すように、上下位置制御部FC6によって求められた距離Swは、出湯口12bから落下位置DPまでのY方向の距離Svestの算出にも用いられる。
In the formula (37), z 0 represents the height of the
[ティーチングデータの生成方法]
図10を参照し、上述した注湯システム1の制御方法を説明する。一実施形態の注湯システム1の制御方法では、ティーチングプレーバック制御で用いるためのティーチングデータが生成される。この方法では、図10に示すように、注湯システム1の制御部Cntが、操作者によって操作されたレバー21の回転角度φr、傾動角度φz及び傾動角度φyを操作入力部20から受け付ける。次いで、制御部Cntは、回転角度φr及び傾動角度φzに応じて第1のモータ13及び第2のモータ14の動作を制御するための指令値ut、uzをそれぞれ生成すると共に、傾動角度φyに応じて目標落下位置を設定し、溶湯Mの落下位置が目標落下位置になるような指令値uyを生成する。次いで、制御部Cntは、指令値ut、uy及びuzを第1〜3のモータ13、14、15に送出し、取鍋12内の溶湯Mを鋳型30内に注湯する。
[How to generate teaching data]
The control method of the above-mentioned pouring
次いで、制御部Cntは、指令値ut、uz及びuyを用いて上記(1)〜式(16)に示す数理モデルに従って注湯シミュレーションを行い、下記式(39)に示す評価関数が最小となるように流量係数、溶湯Mの密度ρ、及び、出湯開始角度θsを最適化する。 Then, the control unit Cnt may command value u t, using the u z and u y performs pouring simulation according mathematical model shown in the above (1) to (16), the evaluation function represented by the following formula (39) The flow coefficient, the density ρ of the molten metal M, and the hot water start angle θ s are optimized so as to be the minimum.
式(39)において、WLexp[kg]は、ティーチングモードの際にロードセルLDによって計測された溶湯Mの流出重量であり、WLsim[kg]は上記(1)〜式(16)に示す数理モデルに従って求められた溶湯Mの流出重量である。また、T[s]は注湯時間を表している。一実施形態では、制御部Cntが、式(39)に示す最適化問題を解くことで、出湯口12b上の溶湯Mの液位htc[m]及び出湯口12bから落下位置までのY方向の距離Svtc[m]の最適値をティーチングデータとして取得する。また、制御部Cntは、傾動角度φzに応じた取鍋12のZ方向の移動量zptc、及び、傾動角度φyに応じた取鍋12のY方向の移動量yptcもティーチングデータとして取得する。
In the formula (39), W Lexp [kg] is the outflow weight of the molten metal M measured by the load cell LD in the teaching mode, and W Lsim [kg] is the mathematical formula shown in the above formulas (1) to (16). It is the outflow weight of the molten metal M obtained according to the model. Further, T [s] represents the pouring time. In one embodiment, the control unit Cnt solves the optimization problem represented by the equation (39) so that the liquid level h ct [m] of the molten metal M on the
次いで、一実施形態の注湯システムの制御方法では、取得されたティーチングデータに基づいて鋳型30内に自動的に溶湯を注ぐプレーバックモードで注湯処理が行われる。このプレーバックモードでは、上記式(18)及び式(19)に基づいて注湯流量の制御が行われる。具体的には、式(18)に示す目標出湯口液位hrefとしてティーチングデータである液位htcが与えられる。また、プレーバックモードでは、式(27)〜式(31)に基づいて溶湯Mの落下位置の制御が行われる。具体的には、式(31)の出湯口12bから落下位置DPまでのY方向の距離Svestとしてティーチングデータである距離Svtc[m]が与えられ、落下位置DPのY方向に沿った移動量ypとしてティーチングデータである移動量yptcが与えられる。さらに、プレーバックモードでは、式(33)〜式(37)に基づいて取鍋12の上下方向の位置が制御される。具体的には、式(37)の取鍋12のZ方向の移動量zpとしてティーチングデータである移動量zptcが与えられる。このように、制御部Cntがプレーバックモードで注湯処理を行うことによってティーチングモードで行われた注湯動作と同じ条件で注湯制御を行うことができる。
Next, in the control method of the pouring system of one embodiment, the pouring process is performed in the playback mode in which the molten metal is automatically poured into the
[境界条件の導出方法]
一実施形態の注湯システムの制御方法では、取得されたティーチングデータに基づいて、CAEを用いた鋳型内の湯流れ解析を行う際に必要となる湯口流入部の境界条件が導出される。鋳型内の湯流れ解析を行う際には、湯口流入部の境界条件として、湯口31への溶湯Mの流入流速、流入角度及び流入範囲が必要となる。一実施形態の注湯システムの制御方法では、溶湯Mの流入流速及び流入角度は、式(13)及び式(14)に従って導出される。また、湯口31に対する溶湯Mの流入範囲は、式(40)に示すように、式(16)に従って求められる湯口31の中心を基準する溶湯Mの断面の半径rlと、溶湯Mの落下位置DPのY方向に沿った移動量ypとを用いて導出される。
[Boundary condition derivation method]
In the control method of the pouring system of one embodiment, the boundary condition of the sprue inflow portion required for performing the hot water flow analysis in the mold using CAE is derived based on the acquired teaching data. When analyzing the flow of molten metal in the mold, the inflow velocity, inflow angle, and inflow range of the molten metal M into the
式(40)において、SL[m]は湯口31上において取鍋12から流出した溶湯Mが湯口31に流入する範囲を表している。この流入範囲SLが溶湯Mの流入範囲となる。なお、湯口31に対して落下する溶湯Mは円柱形状を有すると仮定しているため、3次元湯流れ解析においても式(40)の溶湯Mの流入範囲は維持される。
In the formula (40), S L [m ] represents a range in which the molten metal M that flows from the
[実験例]
図11は、上述の注湯システムを用いた注湯操作の実験結果の一例を示している。図11の(a)は回転角度φrの経時的変化を示しており、図11の(b)は取鍋12の傾動角速度ωの経時的変化を示しており、図11の(c)は取鍋12の傾動角度θの経時的変化を示しており、図11の(d)は出湯口12b上の液位hの経時的変化を示しており、図11の(e)は注湯流量qの経時的変化を示している。また、図11の(f)はロードセルLDによって計測された流出重量Wの経時的変化を示しており、図11の(g)は溶湯Mの落下位置Svの経時的変化を示しており、図11の(h)は湯口31に対する溶湯Mの流入流速vtの経時的変化を示しており、図11の(i)は湯口31に対する溶湯Mの流入範囲SLの経時的変化を示しており、図11の(j)は湯口31に対する溶湯Mの流入角度φinの経時的変化を示している。これらのデータのうち、流入流速vt、流入範囲SL及び流入角度φinをCAEによる湯流れ解析の境界条件として与えることで、CAE解析の精度を向上させることができる。
[Experimental example]
FIG. 11 shows an example of the experimental result of the pouring operation using the above-mentioned pouring system. (A) of FIG. 11 shows the change over time in the rotation angle phi r, (b) of FIG. 11 shows the change over time of the tilting angular velocity ω of the
次に、注湯システム1を制御するための制御プログラムについて説明する。この制御部プログラムは、制御部Cntにおいて実行される。
Next, a control program for controlling the pouring
制御プログラムは、メインモジュール、注湯流量制御モジュール、同期化制御モジュール、落下位置推定モジュール、落下位置操作部モジュール、前後位置制御モジュール及び上下位置制御モジュールを備えている。 The control program includes a main module, a pouring flow control module, a synchronization control module, a drop position estimation module, a drop position operation unit module, a front-rear position control module, and a vertical position control module.
メインモジュールは、注湯システム1を統括的に制御する部分である。注湯流量制御モジュール、同期化制御モジュール、落下位置推定モジュール、落下位置操作モジュール、前後位置制御モジュール及び上下位置制御モジュールを制御部Cntにおいて実行することにより実現される機能はそれぞれ、上記の注湯流量制御部FC1、同期化制御部FC2、落下位置推定部FC3、落下位置操作部FC4、前後位置制御部FC5及び上下位置制御部FC6の機能と同一である。
The main module is a part that comprehensively controls the pouring
制御部プログラムは、例えば、CD−ROMやDVD、ROM等の記録媒体または半導体メモリに記録された態様で提供される。また、制御部プログラムは、通信ネットワークを介して提供されてもよい。 The control unit program is provided, for example, in a form recorded on a recording medium such as a CD-ROM, a DVD, or a ROM, or a semiconductor memory. Further, the control unit program may be provided via a communication network.
以上、種々の実施形態に係る注湯システム、注湯システムの制御方法、制御プログラム、及び、制御プログラムを記憶するコンピュータ読み取り可能な記録媒体について説明してきたが、上述した実施形態に限定されることなく発明の要旨を変更しない範囲で種々の変形態様を構成可能である。例えば、上記実施形態では、取鍋12の同期化制御を行うことによって取鍋12の傾動角度θに関わらず出湯口12bの位置を維持しているが、取鍋12の出湯口12bが傾動中心になるような機構を備えていれば、必ずしも同期化制御を行わなくてもよい。
The pouring system, the control method of the pouring system, the control program, and the computer-readable recording medium for storing the control program have been described above according to the various embodiments, but the present invention is limited to the above-described embodiment. Various modifications can be configured without changing the gist of the invention. For example, in the above embodiment, the position of the
また、上記実施形態では、式(17)に示すように、回転角度φrに不感帯の領域を設定しているが、この領域は必ずしも設けられている必要はない。また、同式に示すように、注湯流量制御部FC1が、取鍋12の傾動角度θに応じて、第1〜第3のモードの何れかに従って第1のモータ13の動作を制御しているが、注湯流量制御部FC1は傾動角度θに関わらず、常に第3のモードで第1のモータ13の動作を制御することも可能である。
In the above embodiment, as shown in equation (17), while setting the region of the dead band to the rotation angle phi r, this area is not necessarily provided. Further, as shown in the same equation, the pouring flow rate control unit FC1 controls the operation of the
また、上記実施形態では、操作入力部20がレバー21を有するジョイスティックとして構成されているが、操作入力部20は、必ずしもジョイスティックでなくてもよく、第1の操作、第2の操作及び第3の操作を操作者から受け付けることができれば任意の機構を備え得る。
Further, in the above embodiment, the
Cnt…制御部、FC1…注湯流量制御部、FC2…同期化制御部、FC3…落下位置推定部、FC4…落下位置操作部、FC5…前後位置制御部、FC6…上下位置制御部、HP…水平面、M…溶湯、1…注湯システム、10…注湯装置、12…取鍋、12a…出湯ノズル、12b…出湯口、13…第1のモータ、14…第2のモータ、15…第3のモータ、20…操作入力部、21…レバー、30…鋳型、31…湯口。
Cnt ... Control unit, FC1 ... Pouring flow control unit, FC2 ... Synchronized control unit, FC3 ... Drop position estimation unit, FC4 ... Drop position operation unit, FC5 ... Front and rear position control unit, FC6 ... Vertical position control unit, HP ... Horizontal plane, M ... molten metal, 1 ... hot water pouring system, 10 ... hot water pouring device, 12 ... hot water pan, 12a ... hot water nozzle, 12b ... hot water outlet, 13 ... first motor, 14 ... second motor, 15 ... second 3 motors, 20 ... operation input unit, 21 ... lever, 30 ... mold, 31 ... sprue.
Claims (10)
前記注湯システムは、
前記溶湯を保持する取鍋と、
前記取鍋を傾動させる第1のモータと、
前記取鍋を上下方向に沿って移動させる第2のモータと、
前記取鍋を前後方向に沿って移動させる第3のモータと、
前記取鍋の傾動角度を変更するための第1の操作と、前記取鍋の前記上下方向の位置を調整するための第2の操作と、前記湯口を含む面内の前記前後方向における前記溶湯の目標落下位置を調整するための第3の操作とを操作者から受け付ける操作入力部と、
前記第1のモータ、前記第2のモータ及び前記第3のモータの動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記第1の操作の操作量に応じて前記第1のモータの動作を制御し、
前記第2の操作の操作量に応じて前記第2のモータの動作を制御し、
前記第1の操作の操作量及び前記第2の操作の操作量によって定まる前記溶湯の落下位置が前記目標落下位置になるように、前記第3のモータの動作を制御する、
注湯システム。 A hot water pouring system for pouring molten metal into the mold through the sprue of the mold.
The pouring system
A ladle that holds the molten metal and
The first motor that tilts the ladle and
A second motor that moves the ladle along the vertical direction,
A third motor that moves the ladle along the front-back direction,
A first operation for changing the tilt angle of the ladle, a second operation for adjusting the vertical position of the ladle, and the molten metal in the front-rear direction in the plane including the sprue. An operation input unit that receives from the operator a third operation for adjusting the target drop position of
A control unit that controls the operation of the first motor, the second motor, and the third motor.
With
The control unit
The operation of the first motor is controlled according to the operation amount of the first operation.
The operation of the second motor is controlled according to the operation amount of the second operation.
As drop position of the molten metal to the operation amount and the operation amount of the second operation before Symbol first operation result determined is the target dropping position, controls the operation of the third motor,
Hot water pouring system.
前記取鍋の傾動角度が第1の角度よりも小さいときには第1のモードで前記第1のモータの動作を制御し、前記取鍋の傾動角度が前記第1の角度以上且つ第2の角度よりも小さいときには第2のモードで前記第1のモータの動作を制御し、前記取鍋の傾動角度が前記第2の角度以上であるときには第3のモードで前記第1のモータの動作を制御し、
前記第1の角度は前記第2の角度よりも小さな角度であり、前記第2の角度は前記取鍋からの溶湯の流出が開始される出湯開始角度であり、
前記第1のモードでは、前記第1の操作の操作量に第1の係数を乗じることによって前記第1のモータの動作を制御するための指令値を生成し、
前記第2のモードでは、前記第1の操作の操作量に前記第1の係数とは異なる第2の係数を乗じることによって前記第1のモータの動作を制御するための指令値を生成し、
前記第3のモードでは、前記第1の操作の操作量に応じて前記溶湯の目標注湯流量を設定し、前記取鍋からの注湯流量が前記目標注湯流量になるように前記第1のモータの動作を制御するための指令値を生成する、
請求項1〜3の何れか一項に記載の注湯システム。 The control unit
When the tilt angle of the ladle is smaller than the first angle, the operation of the first motor is controlled in the first mode, and the tilt angle of the ladle is greater than or equal to the first angle and greater than the second angle. When it is small, the operation of the first motor is controlled in the second mode, and when the tilt angle of the ladle is equal to or larger than the second angle, the operation of the first motor is controlled in the third mode. ,
The first angle is smaller than the second angle, and the second angle is the hot water discharge start angle at which the outflow of the molten metal from the ladle is started.
In the first mode, a command value for controlling the operation of the first motor is generated by multiplying the operation amount of the first operation by the first coefficient.
In the second mode, a command value for controlling the operation of the first motor is generated by multiplying the operation amount of the first operation by a second coefficient different from the first coefficient.
In the third mode, the target pouring flow rate of the molten metal is set according to the operation amount of the first operation, and the first pouring flow rate from the ladle becomes the target pouring flow rate. Generate command values to control the operation of the motor
The pouring system according to any one of claims 1 to 3.
前記取鍋の傾動角度が第3の角度よりも小さいときには、前記取鍋の出湯口が前記湯口の前記取鍋側の縁部の上方に位置するように前記第3のモータの動作を制御し、
前記取鍋の傾動角度が前記第3の角度以上であるときには、前記第1の操作の操作量、前記第2の操作の操作量及び前記第3の操作の操作量によって定まる前記落下位置が前記目標落下位置になるように、前記第3のモータの動作を制御し、
前記第3の角度は、前記落下位置が前記湯口の中心位置に達する前記取鍋の傾動角度である、
請求項1〜4の何れか一項に記載の注湯システム。 The control unit
When the tilt angle of the ladle is smaller than the third angle, the operation of the third motor is controlled so that the outlet of the ladle is located above the edge of the ladle on the ladle side. ,
When the tilt angle of the ladle is equal to or greater than the third angle, the drop position determined by the operation amount of the first operation, the operation amount of the second operation, and the operation amount of the third operation is said. The operation of the third motor is controlled so as to reach the target drop position.
The third angle is the tilt angle of the ladle at which the drop position reaches the center position of the sprue.
The pouring system according to any one of claims 1 to 4.
前記注湯システムは、
前記溶湯を保持する取鍋と、
前記取鍋を傾動させる第1のモータと、
前記取鍋を上下方向に沿って移動させる第2のモータと、
前記取鍋を前後方向に沿って移動させる第3のモータと、
前記取鍋の傾動角度を変更するための第1の操作と、前記取鍋の前記上下方向の位置を調整するための第2の操作と、前記湯口を含む面内の前記前後方向における前記溶湯の目標落下位置を調整するための第3の操作とを操作者から受け付ける操作入力部と、
前記第1のモータ、前記第2のモータ及び前記第3のモータの動作を制御する制御部と、
を備え、
前記方法は、
前記制御部が、前記第1の操作の操作量に応じて前記第1のモータの動作を制御する工程と、
前記制御部が、前記第2の操作の操作量に応じて前記第2のモータの動作を制御する工程と、
前記制御部が、前記第1の操作の操作量及び前記第2の操作の操作量によって定まる前記溶湯の落下位置が前記目標落下位置になるように、前記第3のモータの動作を制御する工程と、
を含む、方法。 It is a control method of a pouring system for pouring molten metal into the mold through the sprue of the mold.
The pouring system
A ladle that holds the molten metal and
The first motor that tilts the ladle and
A second motor that moves the ladle along the vertical direction,
A third motor that moves the ladle along the front-back direction,
A first operation for changing the tilt angle of the ladle, a second operation for adjusting the vertical position of the ladle, and the molten metal in the front-rear direction in the plane including the sprue. An operation input unit that receives from the operator a third operation for adjusting the target drop position of
A control unit that controls the operation of the first motor, the second motor, and the third motor.
With
The method is
A step in which the control unit controls the operation of the first motor according to the operation amount of the first operation.
A step in which the control unit controls the operation of the second motor according to the operation amount of the second operation.
Wherein the control unit is pre-SL as the operation amount of the first operation and falling position of the second said molten metal to an operation amount of the operation thus determined to become the target dropping position, controls the operation of the third motor And the process to do
Including methods.
前記受け付けた前記第1の操作の操作量、前記第2の操作の操作量及び前記第3の操作の操作量から、前記溶湯の注湯流量、前記落下位置、前記取鍋の前記前後方向の移動量、及び、前記取鍋の前記上下方向の移動量を求め、前記溶湯の注湯流量、前記落下位置、前記取鍋の前記前後方向の移動量、及び、前記取鍋の前記上下方向の移動量をティーチングデータとして取得する工程と、
取得された前記ティーチングデータに基づいて前記溶湯が自動的に注がれるように前記第1のモータ、前記第2のモータ及び前記第3のモータの動作を制御する工程と、を含む、請求項6に記載の方法。 The operation input unit receives the operation amount of the first operation, the operation amount of the second operation, and the operation amount of the third operation from the operator, and the operation amount of the first operation received. The operation of the first motor, the second motor, and the third motor is controlled based on the operation amount of the second operation and the operation amount of the third operation, and the molten metal is poured into the mold. Process and
From the received operation amount of the first operation, the operation amount of the second operation, and the operation amount of the third operation, the pouring flow rate of the molten metal, the drop position, and the front-rear direction of the pan. The amount of movement and the amount of movement of the pan in the vertical direction are obtained, and the flow rate of the molten metal, the drop position, the amount of movement of the pan in the front-rear direction, and the amount of movement of the pan in the vertical direction. The process of acquiring the movement amount as teaching data and
The claim includes a step of controlling the operation of the first motor, the second motor, and the third motor so that the molten metal is automatically poured based on the acquired teaching data. The method according to 6.
前記注湯システムは、
前記溶湯を保持する取鍋と、
前記取鍋を傾動させる第1のモータと、
前記取鍋を上下方向に沿って移動させる第2のモータと、
前記取鍋を前後方向に沿って移動させる第3のモータと、
前記取鍋の傾動角度を変更するための第1の操作と、前記取鍋の前記上下方向の位置を調整するための第2の操作と、前記湯口を含む面内の前記前後方向における前記溶湯の目標落下位置を調整するための第3の操作とを操作者から受け付ける操作入力部と、
前記第1のモータ、前記第2のモータ及び前記第3のモータの動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御プログラムは、
前記第1の操作の操作量に応じて前記第1のモータの動作を制御する工程と、
前記第2の操作の操作量に応じて前記第2のモータの動作を制御する工程と、
前記第1の操作の操作量及び前記第2の操作の操作量によって定まる前記溶湯の落下位置が前記目標落下位置になるように、前記第3のモータの動作を制御する工程と、
を前記制御部に実行させる、制御プログラム。 It is a control program for operating the pouring system so that the molten metal is poured into the mold through the sprue of the mold.
The pouring system
A ladle that holds the molten metal and
The first motor that tilts the ladle and
A second motor that moves the ladle along the vertical direction,
A third motor that moves the ladle along the front-back direction,
A first operation for changing the tilt angle of the ladle, a second operation for adjusting the vertical position of the ladle, and the molten metal in the front-rear direction in the plane including the sprue. An operation input unit that receives from the operator a third operation for adjusting the target drop position of
A control unit that controls the operation of the first motor, the second motor, and the third motor.
With
The control program
A step of controlling the operation of the first motor according to the operation amount of the first operation, and
A step of controlling the operation of the second motor according to the operation amount of the second operation, and
As drop position of the molten metal to the operation amount and the operation amount of the second operation before Symbol first operation result determined is the target dropping position, and controlling the operation of said third motor,
A control program that causes the control unit to execute the above.
前記注湯システムは、
前記溶湯を保持する取鍋と、
前記取鍋を傾動させる第1のモータと、
前記取鍋を上下方向に沿って移動させる第2のモータと、
前記取鍋を前後方向に沿って移動させる第3のモータと、
前記取鍋の傾動角度を変更するための第1の操作と、前記取鍋の前記上下方向の位置を調整するための第2の操作と、前記湯口を含む面内の前記前後方向における前記溶湯の目標落下位置を調整するための第3の操作とを操作者から受け付ける操作入力部と、
前記第1のモータ、前記第2のモータ及び前記第3のモータの動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御プログラムは、
前記第1の操作の操作量に応じて前記第1のモータの動作を制御する工程と、
前記第2の操作の操作量に応じて前記第2のモータの動作を制御する工程と、
前記第1の操作の操作量及び前記第2の操作の操作量によって定まる前記溶湯の落下位置が前記目標落下位置になるように、前記第3のモータの動作を制御する工程と、
を前記制御部に実行させる、コンピュータ読み取り可能な記録媒体。 A computer-readable recording medium that stores a control program for operating the pouring system so that molten metal is poured into the mold through the sprue of the mold.
The pouring system
A ladle that holds the molten metal and
The first motor that tilts the ladle and
A second motor that moves the ladle along the vertical direction,
A third motor that moves the ladle along the front-back direction,
A first operation for changing the tilt angle of the ladle, a second operation for adjusting the vertical position of the ladle, and the molten metal in the front-rear direction in the plane including the sprue. An operation input unit that receives from the operator a third operation for adjusting the target drop position of
A control unit that controls the operation of the first motor, the second motor, and the third motor.
With
The control program
A step of controlling the operation of the first motor according to the operation amount of the first operation, and
A step of controlling the operation of the second motor according to the operation amount of the second operation, and
As drop position of the molten metal to the operation amount and the operation amount of the second operation before Symbol first operation result determined is the target dropping position, and controlling the operation of said third motor,
A computer-readable recording medium that causes the control unit to execute the above.
Priority Applications (3)
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