带砂箱的上下铸型的合模装置 |
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| 申请号 | CN200980137068.1 | 申请日 | 2009-07-15 | 公开(公告)号 | CN102159344A | 公开(公告)日 | 2011-08-17 |
| 申请人 | 新东工业株式会社; | 发明人 | 大野泰嗣; 横前知志; 关勉; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供带砂箱的上下铸型的合模装置，能够提高造型的带砂箱的上下铸型合模时合模不良的检测 精度 、防止从分型面溢出熔融金属。其特征在于，具备：升降汽缸，其载置于立设的4根支柱的上方；升降部，其具备升降台和支承机构，升降台固定于该升降汽缸的 活塞 杆的前端，支承机构设置于该升降台的下部，且能够相对于下面加工面装卸输送辊，下表面加工面是在形成于上述带砂箱的上铸型的上砂箱两端部的突起部的上下两面被加工后的上表面加工面以及下表面加工面中的下表面加工面；位移 传感器 ，至少有4个位移传感器朝向上述带砂箱的上铸型的上表面加工面而配置在上述升降部，该位移传感器用于测定该上表面加工面的位移；合模不良检测单元，其基于分别测定使该带砂箱的上铸型上升的状态下和合模后的状态下的该上表面加工面的位移的测定值、以及预先设定的合模不良条件，来进行合模不良的判定。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种带砂箱的上下铸型的合模装置，其特征在于， |
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| 说明书全文 | 带砂箱的上下铸型的合模装置技术领域[0001] 本发明涉及带砂箱的上下铸型的合模装置。更详细地说，涉及在造型的带砂箱的上下铸型合模时检测合模不良的带砂箱的上下铸型的合模装置。 背景技术[0002] 以往，通过造型机被造型的带砂箱的上铸型和带砂箱的下铸型，交替配置于辊式输送机并由该辊式输送机输送，并且，在该输送中途带砂箱的上铸型被翻转后，对上下铸型进行合模并利用浇注机浇注。而且，作为对该带砂箱的上下铸型进行合模的装置，具有各种各样的装置(例如参照专利文献1)。 [0003] 但是，通过最近的同时复合成形(near net shape)、铸件坯料精度的提高、起模斜度的缩小和无铸造毛刺化的推进，对像发动机的汽缸盖那样使用复杂形状的型芯的大芯头的铸型进行合模时，在型芯的芯头与铸型的凹凸部配合苛刻的情况下，有时以如图9所示的带砂箱的上铸型101相对于带砂箱的下铸型102呈倾斜的状态或者以如图10所示的带砂箱的上铸型101不紧贴于带砂箱的下铸型102而浮起的状态进行合模。此外，在图9中，标号103是型芯，标号104是芯头。并且，图中标号δ1是比正规合模状态的填砂高度的设定值更小的高度，标号δ2是比该填砂高度的设定值更大的高度。 [0004] 在这样的合模不良的带砂箱的上铸型101相对于带砂箱的下铸型102呈倾斜状态或浮起状态的情况下，在浇注时从上下合模面(分型面)溢出熔融金属，产生铸件坯料的不良。 [0005] 因此，作为检测合模不良、防止从分型面溢出熔融金属的合模装置，在合模的上下砂箱之间配置传感器，期望切实地测定上砂箱和下砂箱的相对距离，但是存在如下问题：很难确保传感器的设置空间，并且，为了提高精度而需要设置多个传感器，产生大量设备费用。 [0006] 对此，考虑有如下合模装置110，如图11～12所示，通过安装部件(未图示)将位移传感器106向下倾斜45°地分别安装于4根支柱105，将带砂箱的上铸型101与带砂箱的下铸型102合模时，在形成于上砂箱107的两侧端的突起部108的上下两面被加工的用于滚动接触的加工面之中，测定上表面加工面109的水平变化。 [0007] 该合模装置110对合模不良的检测，预先设定上述上表面加工面109的目标水平的目标值，在实测值与该设定值的差超出预先设定的阈值的情况下认为合模不良。 [0008] 专利文献1：日本实开平6-34846号公报 [0009] 然而，在上述合模装置的情况下，将带砂箱的上铸型101搬入合模工位时，由于需要使带砂箱的上铸型101上升并退避，所以不能垂直地测定上表面加工面109的水平位移，如图12所示，必须将从倾斜方向测定的测定值Lm1计算为从垂直方向的换算值Lm2。 [0010] 因此，4个位移传感器106的安装位置的精度、安装部的刚性以及传感器交换时再现性的维持是影响上表面加工面的水平测定精度的重要的主要原因，但是，由于无法避免上述位移传感器106的安装作业、维护作业所导致的安装位置的偏差，所以难以提高合模不良的检测精度。 发明内容[0011] 因此，本发明是鉴于上述的情况而完成的，其目的在于提供一种能够提高造型的带砂箱的上下铸型合模时合模不良的检测精度，防止从分型面溢出熔融金属的带砂箱的上下铸型的合模装置。 [0012] 本发明的带砂箱的上下铸型的合模装置，其特征在于，上述带砂箱的上下铸型的合模装置配设于第一输送生产线，在上述第一输送生产线上，将由造型机造型的带砂箱的上铸型和带砂箱的下铸型交替配置于辊式输送机并作为一套进行输送，在对该带砂箱的上铸型和带砂箱的下铸型进行合模后，送出到朝向浇注机的第二输送生产线，上述带砂箱的上下铸型的合模装置具备：升降汽缸，该升降汽缸朝下载置于中央框架，上述中央框架架设于立设的4根支柱的上方；升降部，该升降部具备升降台和支承机构，上述升降台固定于该升降汽缸的活塞杆的前端，上述支承机构设置在该升降台下部，且能够相对于下表面加工面装卸输送辊，上述下表面加工面是在上述带砂箱的上铸型的上砂箱的两端部形成的突起部的上下两面被加工后的上表面加工面及下表面加工面中的下表面加工面；位移传感器，至少有四个上述位移传感器朝向上述带砂箱的上铸型的上表面加工面而配置在上述升降部，该位移传感器用于测定该上表面加工面的位移；以及合模不良检测单元，基于分别测定使该带砂箱的上铸型上升的状态下和合模后的状态下的该上表面加工面的位移的测定值、以及预先设定的合模不良条件，来进行合模不良的判定。 [0013] 此外，优选上述合模不良条件包含：根据分别测定使该带砂箱的上铸型上升的状态下和合模后的状态下的该上表面加工面的位移的测定值的最大值与最小值的差，来对合模后的上砂箱的倾斜进行计算。 [0014] 此外，优选上述升降汽缸附设有能够检测上述升降部的位移的检测器。 [0015] 此外，优选上述合模不良条件上述合模不良条件包含：利用上述检测器计算合模时上述输送辊的中途停止时的停止位置相对于停止目标位置的滑移量；使用该滑移量来修正合模后的状态下的上砂箱的上表面加工面的位移；以及使用所修正的位移来计算合模后的上砂箱的浮起。 [0016] 此外，优选上述合模不良条件还包含：对上述计算出的浮起进行还要考虑到上述中途停止位置的输送辊与上砂箱之间的间隙以及上下砂箱的分型面侧填砂高度之后的计算。 [0017] 根据本发明，通过在由升降汽缸升降的升降部配置位移传感器，即便产生该位移传感器的安装位置的偏移、不能维持交换时的再现性，也能够吸收上表面加工面的位移测定值的误差，能够提高对作为合模不良的上砂箱的倾斜和浮起的检测精度，因此，能够防止从分型面溢出熔融金属。 具体实施方式[0018] 以下，基于附图对本发明的带砂箱的上下铸型的合模装置进行说明。如图1～3所示，本实施方式的合模装置1配设于第一输送生产线4的下游端，在第一输送生产线4上，将由造型机(未图示)造型的带砂箱的上铸型(以下，简称为上铸型)M1和带砂箱的下铸型(以下，简称为下铸型)M2交替配置于辊式输送机2，并利用在图3纸面左侧配置的推动汽缸(未图示)和缓冲汽缸3对一套砂箱进行输送。在配置于该合模装置1的上游的用于交替地搬入上铸型M1和下铸型M2的上述辊式输送机2，附设有一对固定轨道6，这一对固定导轨6对用于载置下铸型M2的平板台车5进行引导而使其沿着这一对固定轨道6行驶。 [0019] 另外，在上述第一输送生产线4设置有翻转上铸型M1的翻转机(未图示)。并且，在对上述上铸型M1和下铸型M2进行合模后，该合模的上下铸型送出到朝向在纸面的垂直方向设置的浇注机(未图示)的第二输送生产线7。在本实施方式中，为了将合模的上下铸型送出到第二输送生产线7，而使用升降起重机22，该升降起重机22具备：驱动辊机构，该驱动辊机构由驱动辊14、链轮15、链条16和电动机17构成，其中，驱动辊14固定在由设置于可动基座11的四周的轴承12轴支承的旋转轴13的两端，链轮15使该旋转轴13的端部旋转；一对固定轨道20，这一对固定轨道20由立设于固定基座18的支柱19支承；以及第二升降汽缸21，该第二升降汽缸21使上述可动基座11升降。此外，在本实施方式中，为了将合模的上下铸型送出到第二输送生产线7，而使用升降起重机22，但在本发明中，并不限定于此，也能够适当使用移车台。 [0020] 在上述上铸型M1的上砂箱F1的对置的两端部形成有突起部Ff。并且，该突起部Ff的上下两面，为了使输送上铸型M1的辊式输送机2的辊2a滚动接触而被加工。通过第一升降汽缸31的升降动作和开闭汽缸46的开闭动作，能够相对于该上下两面被加工后的上表面加工面Ffa以及下表面加工面Ffb中的下表面加工面Ffb装卸后述的输送辊49。 [0021] 本发明的一个实施方式所涉及的合模装置具备：第一升降汽缸31；升降部34，其由固定于该第一升降汽缸31的活塞杆31a的前端的升降台32以及设置于该升降台32的支承机构33构成；位移传感器35，其朝向上述上铸型M1的上表面加工面Ffa配置于上述升降部34；合模不良检测单元36，其基于该位移传感器35的测定值和预先设定的合模不良条件来进行合模不良的判定；以及上述升降起重机22。 [0022] 上述第一升降汽缸31，附设有作为检测器的编码器(未图示)，以能够检测杆31a的位移位置，该第一升降汽缸31朝下载置于在立设于地面的4根支柱37的上方架设的方形框架38a和中央框架38b之中的该中央框架38b。此外，在该第一升降汽缸31的两侧设置有导杆39。另外，为了测量活塞杆31a的位移，作为检测器，例如可以使用线位移传感器(未图示)来代替上述编码器。 [0024] 上述支承机构33由如下部件构成：一对水平部件42，其沿着与上下铸型M1、M2的搬入方向(以下，简称为搬入方向)正交的方向固定于在上述升降台32的下表面的形成的支承部件41；一对移动部件45，其具有与在该水平部件42的两前端形成的引导销43嵌合的保持架44；开闭汽缸46，其两端销结合于该一对移动部件45的中央内侧；4个臂47，其垂直设置于上述保持架44；一对辊框架48，其沿着搬入方向固定于邻接的臂47的下端；以及输送辊(自由辊)49，其旋转自如地轴支承于各个辊框架48的内面。另外，在引导销43的前端螺合有保持架44的止动螺母43a。 [0025] 另外，在本实施方式中，上述一对辊框架48之中的一方的辊框架48安装有用于对上铸型M1进行定位的夹紧部件50。相对该上铸型M1的定位而言，用于进行下铸型M2的定位的夹紧部件51安装于支柱37。 [0026] 上述位移传感器35，只要是能够以非接触的方式测定上述上砂箱F1的上表面加工面Ffa的位移(距离)的传感器，就没有特别的限定，但能够采用激光位移传感器。 [0027] 另外，为了至少检测作为合模不良的上砂箱F1的倾斜，在上述升降部34的周边部至少配置4个该位移传感器35。在本实施方式中，上述位移传感器35通过安装部件61安装于上述4个臂47，但在本发明中，并没有特别限定于此，例如能够通过安装部件安装于上述升降台32的四周位置。 [0028] 上述合模不良检测单元36，例如能够搭载于控制合模装置1的控制面板(未图示)。此外，该合模不良检测单元36的位移传感器35的测定值，是分别测定使上铸型M1上升的状态下和使该上铸型M1与下铸型M2重合的合模后的状态下的上表面加工面Ffa的位移的测定值。 [0029] 另外，作为合模不良条件，在检测上砂箱F1的倾斜的情况下，根据上述测定值计算倾斜量后，与阈值进行比较。 [0030] 另外，在检测上砂箱F1的浮起的情况下，在计算合模时的输送辊49的中途(中间)停止位置的滑移量(落下量)后，使用该滑移量修正合模后状态的上砂箱F1的上表面加工面Ffa的位移。接着，使用修正后的位移来计算上砂箱F1的浮起。之后，进一步如图5所示，将考虑到中途停止位置的输送辊49与上砂箱F1之间的间隙h1以及上下砂箱F1、F2的分型面侧填砂高度h2之后的计算值与阈值进行比较。 [0031] 另外，上述上砂箱F1的倾斜和浮起的检测，虽然能够分开进行判定，但并用两者的检测，在根据任一个的判定检测出不良的情况下，也能够判断为合模不良。 [0032] 此外，对于上述滑移量，在第一升降汽缸31为液压缸或气缸的情况下，是因油或空气的泄露等而在停止时从正规位置移动的移动量，在第一升降汽缸31为电动缸的情况下，是因例如制动部件的磨耗等而在停止时从正规位置移动的移动量。 [0033] 对这样构成的合模装置的动作进行说明。 [0034] 首先，如图3所示，从辊式输送机2送出至升降起重机22侧的上铸型M1，被搬入到预先通过第一升降汽缸31的伸长动作而下降的升降台32的下部的支承机构33的输送辊49上。 [0035] 接着，如图4所示，当通过第一升降汽缸31的收缩动作使升降台32的下部的支承机构33的输送辊49上的上砂箱F1上升时，载置于平板台车5的下铸型M2的下砂箱F2被搬入到升降起重机22的固定轨道20上。 [0036] 在该状态，测定4处输送辊49上的上砂箱F1的上表面加工面Ffa的水平位移(距离位移传感器35的距离)。 [0037] 接着，如图5～6所示，使第一升降汽缸31做伸长动作而使上砂箱F1下降到所搬入的下砂箱F2上，并且，使输送辊49从上砂箱F1的下表面加工面Ffb脱离，从而完成合模。 [0038] 在该状态下，测定4处下砂箱F2上的上砂箱F1的上表面加工面Ffa的水平位移(距离位移传感器35的距离)。 [0040] 接着，使开闭汽缸46做伸长动作，而使输送辊49从上砂箱F1的下表面加工面Ffb的下方朝外边移动。 [0041] 接着，如图8所示，通过使升降起重机22的第二升降汽缸21做伸长动作，驱动辊14上升，经由平板台车5的轨道5a抬起平板台车5，并且，平板台车5的车轮5b从固定轨道20离开。由此，由于将换载到驱动辊14上的合模从第二输送生产线7搬出，所以通过第一升降汽缸31的收缩动作使升降部34的输送辊49上升，从而结束合模工序。 [0042] 实施例 [0043] 接下来，对本发明中的合模不良检测单元的实施例1进行说明，但本发明并不局限于这种实施例1。 [0044] 首先，说明利用合模不良检测单元判定合模后的上砂箱的倾斜。 [0045] (1a)如图4所示，在搬入上铸型M1后，在将上砂箱F1载置于输送辊49上的状态下，利用位移传感器35测定上砂箱F1的4个拐角处的上表面加工面Ffa的位移a。并且，存储这些测定值(a1，a2，a3，a4)。 [0046] 另外，在测定之前，对将所有的输送辊49调整为水平的情况进行确认。 [0047] 此处，对于上述位移a的测定值(a1，a2，a3，a4)，由于4个位移传感器35的安装误差，也可以是a1≠a2≠a3≠a4。 [0048] (2a)在合模后，在将上砂箱F1载置于下砂箱F2上的状态下，利用位移传感器35测定上砂箱F1的4个拐角处的上表面加工面Ffa的位移b。然后，存储这些测定值(b1，b2，b3，b4)。 [0049] (3a)通过下面的式(1)～(4)来计算合模前后的上砂箱F1的4处位移差ci(i＝1，2，3，4)。 [0050] c1＝a1-b1 ……(1) [0051] c2＝a2-b2 ……(2) [0052] c3＝a3-b3 ……(3) [0053] c4＝a4-b4 ……(4) [0054] (4a)计算合模后的上砂箱F1的倾斜。 [0055] 首先，分别算出4处的位移差ci的最大值和最小值，当将其设为Cmax、Cmin时，通过下面的式(5)来计算上砂箱F1的倾斜d。然后，存储该计算值。 [0056] d＝Cmax-Cmin ……(5) [0057] (5a)判定作为合模不良的倾斜不良。 [0058] 在预先设定的阈值例如为2mm的情况下，通过下面的式(6)表示判定式。 [0059] d＞2 ……(6) [0060] 在判定的结果满足式(6)的情况下，发出停止合模工序的信号，并显示合模不良。 [0061] 在本实施例1中，利用各个位移传感器35测定输送辊49上的上砂箱F1的位移，并计算与在下砂箱F2上合模后测定的上砂箱F1的位移之间的差，因此，即便4个位移传感器35的安装位置精度产生偏差、或者不能维持交换时的再现性，也不会对计算结果造成影响。 [0062] 另外，在本实施例1的情况下，根据4处的合模前后的位移差来计算最大值和最小值的差，由此判定合模后的上砂箱F1的倾斜，因此，即便升降部33的中途停止的停止精度、上下砂箱F1、F2的分型面侧填砂高度h2(参照图5～6)产生偏差，也不会对计算结果造成影响。 [0063] 接下来，对本发明中的合模不良检测单元的实施例2进行说明，但本发明并不局限于这种实施例2。 [0064] 对利用合模不良检测单元判定合模后的上砂箱的浮起进行说明。 [0065] 由于(1b)～(2b)与上述实施例1的(1a)～(2a)相同，所以省略对其说明。 [0066] (3b)如图5所示，通过下表面的式(7)计算滑移量L，该滑移量L是借助编码器将上砂箱F1载置到下砂箱F2上的状态的合模时输送辊49的中途(中间)停止位置(第一升降汽缸的正规停止位置)的滑移量，然后，存储该计算值。另外，上述中途停止位置是指，在使载置上砂箱F1的输送辊49下降后，当可靠地合模时，该输送辊49从上砂箱F1的下表面加工面Ffb脱离的位置。 [0067] L＝输送辊的停止位置的输出值(测定值)L1-输送辊的停止位置的目标值L0 ……(7) [0068] (4b)按照下面的式(8)～(11)将上述上砂箱F1的4个拐角处的上表面加工面Ffa的位移bi(i＝1，2，3，4)加上滑移量L来进行修正。然后，存储该计算值ei(i＝1，2，3，4)。 [0069] e1＝b1+L ……(8) [0070] e2＝b2+L ……(9) [0071] e3＝b3+L ……(10) [0072] e4＝b4+L ……(11) [0073] (5b)通过下面的式(12)～(15)来计算合模前后的上砂箱F1的浮起。然后，存储该计算值fi(i＝1，2，3，4)。 [0074] f1＝a1-e1 ……(12) [0075] f2＝a2-e2 ……(13) [0076] f3＝a3-e3 ……(14) [0077] f4＝a4-e4 ……(15) [0078] 比较该演算值fi和预先设定的阈值，能够判定作为合模不良的浮起不良，但在本实施例2中，进一步，通过进行下面的计算能够判定是否为精度高的浮起不良。 [0079] (6b)通过下面的式(16)～(19)对上述计算值fi(i＝1，2，3，4)进行修正后，根据这些修正值gi(i＝1，2，3，4)来计算最大值Gmax。 [0080] g1＝f1-h1-h2 ……(16) [0081] g2＝f2-h1-h2 ……(17) [0082] g3＝f2-h1-h2 ……(18) [0083] g4＝f4-h1-h2 ……(19) [0084] 此处，如图5～6所示，h1是没有中途停止位置的滑移量的情况下的输送辊49与上砂箱F1之间的间隙，例如可以设定为10mm。此外，如图5～7所示，h2是上下砂箱F1、F2的分型面侧填砂高度，例如可以设定为2mm。 [0085] 此外，关于该设定值h1、h2，可以任意地变更设定。 [0086] (7b)判定作为合模不良的浮起不良。 [0087] 在预先设定的阈值例如是2mm的情况下，判定式通过下面的式(20)表示。 [0088] Gmax＞2 ……(20) [0089] 在判定的结果满足式(20)的情况下，发出停止合模工序的信号，并显示合模不良。 [0090] 在本实施例2中，与上述实施例1同样，利用各个位移传感器35测定输送辊49上的上砂箱F1的位移，并计算与在下砂箱F2上合模后测定的上砂箱F1的位移之间的差，即便4个位移传感器35的安装位置精度产生偏差、或者不能维持交换时的再现性，也不会对计算结果造成影响。 [0091] 此外，对于本实施例2，虽然存在上下砂箱F1、F2的分型面侧填砂高度h2的变化这样的不确定因素，但针对上砂箱F1不产生倾斜而浮起的现象是有效的。 [0092] 此外，如图5及图8所示，对于固定轨道20、平板台车5的车轮5b的不均匀磨损；在平板台车5上附着型砂；因下砂箱F2的反分型面的冲砂不良而导致基于反分型面侧填砂的高度h3发生变化，进而因该变动导致上砂箱F1的位移变化，作为与合模不良同样的异常检测出，但由于在安全方面起到防止溢出熔融金属的作用、在合模不良的显示时刻经过调查即可得知异常的原因，所以没有大的问题。 [0094] 并且，通过本说明书的详细说明能够更完全地理解本发明。但是，详细的说明和特定的实施例仅是本发明的优选实施方式，仅出于说明的目的而加以描述。对本领域技术人员来说，当然能够从该详细的说明进行各种变更和改变。 [0096] 在本说明书或者权利要求书的记载中，对于名词以及同样的指示语的使用，只要并未特别指示、或者只要根据上下文没有明确否定，则应当解释为包含单数和复数两者。在本说明书中提供的任一个示例或者示例性的用语(例如“等”)的使用也只不过是出于容易说明本发明的意图，只要并未特别记载在权利要求书中，就不对本发明的范围施加限制。 附图说明[0097] 图1是本发明的一个实施方式所涉及的带砂箱的上下铸型的合模装置的主要部分的主视图。 [0098] 图2是图1的左侧视图。 [0099] 图3是说明将上砂箱搬入到输送辊的下降位置的状态的主视图。 [0100] 图4是说明输送辊将上砂箱抬起而使其处于上升位置，并且将下砂箱搬入到该上砂箱的下方的状态的主视图。 [0101] 图5是说明合模时的输送辊的中途(中间)停止位置状态的主视图。 [0102] 图6是图5的主要部分的侧视图。 [0103] 图7是说明上下砂箱的分型面填砂高度的放大图。 [0104] 图8是说明使合模上升并且使输送辊上升至上升位置的状态的主视图。 [0105] 图9是说明带砂箱的上铸型相对于带砂箱的下铸型呈倾斜状态的图。 [0106] 图10是说明带砂箱的上铸型不紧贴于带砂箱的下铸型而浮起的状态的图。 [0107] 图11是以往的合模装置的主视图。 [0108] 图12是说明测定在图11的合模装置合模时的上砂箱的上表面加工面的水平状态的图。 [0109] 符号说明： [0110] F1…上砂箱；Ff…突起部；Ffa…上表面加工面；Ffb…下表面加工面；F2…下砂箱；M1…带砂箱的上铸型(上铸型)；M2…带砂箱的下铸型(下铸型)；1…合模装置；2…辊式输送机；2a…辊；3…缓冲汽缸；4…第一输送生产线；5…平板台车；5a：轨道；5b…车轮；6…固定轨道；7…第二输送生产线；11…可动基座；12…轴承；13…旋转轴；14…驱动辊； 15…链轮；16…链条；17…电动机；18…固定基座；19…支柱；20…固定轨道；21…第二升降汽缸；22…升降起重机；31…第一升降汽缸；31a…活塞杆；32…升降台；33…支承机构； 34…升降部；35…位移传感器；36…合模不良检测单元；37…支柱；38a…框架；38b…中央框架；39…导杆；41…支承部件；42…水平部件；43…引导销；43a…止动螺母；44…保持架；45…移动部件；46…开闭汽缸；47…臂；48…辊框架；49…输送辊；50…夹紧部件；51…夹紧部件；61…安装部件。 |
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