专利名称：搭载有熔解炉的浇注装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及在铸造工厂的浇注工序中，从熔解炉直接向铸型浇注熔融金属的装置。
背景技术：
以往，在铸造工厂在浇包中接受在熔解炉中熔解了的高温熔融金属，将接受熔融 金属的浇包搬运至浇注场所，在浇注场所向铸型浇注熔融金属，由此制作铸件产品。专利文献1日本特开平9-1742 号公报一般情况下，熔解炉和浇注场所设置在分别独立的场所，将在熔解炉中熔解了的 熔融金属转移到浇包中，浇包通过输送台车、叉式起重车、吊车、单轨起重机等各种输送装 置进行输送，在浇注场所将浇包用吊车或起重机吊起并通过作业者手动作业来进行浇注。 最近也多采用利用自动浇注机进行基于作业者的浇注作业的方法。但是，为了将在熔解炉中熔解了的熔融金属转移到作为搬运容器的浇包中，并向 浇注场所输送，进而利用吊车吊起后进行浇注作业而需要时间，高温下熔解了的熔融金属 的温度降低而成为铸件不良的原因，因此为了减少温度降低而需要缩短作业时间等的高度 熟练的技术。此外，存在如下问题熔融金属在高温下在浇包的输送途中有发烟，破坏作业环 境，并且由于高温的熔融金属的洒落或飞散，容易导致火灾或爆炸事故的产生。
发明内容
因此，本发明是鉴于上述情况而研发的，其目的在于提供一种搭载有熔解炉的浇 注装置，将熔解炉和浇注场所配置在非常近的距离，熔解炉具有作为浇注机的功能，能够从 熔解炉直接向铸型浇注熔融金属。为了达成上述目的，本发明的浇注装置，其用于向铸型浇注熔融金属，其特征在 于，上述浇注装置具备将金属材料熔解而生成熔融金属的熔解炉；和能够使该熔解炉相 对上述铸型前后移动和横行移动的驱动装置，通过驱动上述驱动装置来使上述熔解炉配置 在规定位置，即、相对于铸型的位置，并且使上述熔解炉相对铸型倾动来向铸型浇注熔融金属。根据本发明，通过从熔解炉直接向铸型浇注熔融金属，熔融金属的温度降低减少， 不需要像以往那样预测温度降低而在必要以上的高温下进行熔解，能够大幅度削减熔解电 气消耗量。此外，易于熔融金属的温度管理并能够减少因熔融金属温度引起的铸件不良。进 而，即使造型生产线停止，只要原封不动地待机即可，能够消除没用的熔解。不需要用浇包 进行输送，消除浇包的输送中途的发烟，不会对作业环境造成破坏，并且能够减少因高温的 熔融金属的洒落或飞散引起的火灾和爆炸事故。此外，本发明的浇注装置也可以是如下的浇注装置，其具备对上述驱动装置进 行驱动的驱动用伺服马达；使上述熔解炉倾动的倾动用伺服马达等倾动驱动器；测力传感器，上述测力传感器对从上述熔解炉向铸型浇注的熔融金属的重量亦即浇注量进行测量； 和控制机构，上述控制机构基于上述浇注量对上述驱动用伺服马达和上述倾动用伺服马达 等的倾动驱动器的动作进行控制，基于由上述控制机构进行的控制来自动进行向铸型的浇 注。由此，能够自动且高精度地进行浇注作业。此外，本发明的浇注装置也可以以两个倾动轴为中心进行上述熔解炉的倾动的浇
注装置。优选两个倾动轴由第一倾动轴和第二倾动轴构成，上述第一倾动轴位于熔解炉的 上端和下端之间，沿与熔解炉的倾动方向正交的方向延伸，上述第二倾动轴位于上述第一 倾动轴和设置于熔解炉上端的出铁口之间且靠近出铁口，与上述第一倾动轴平行地延伸。 在此，第一和第二倾动轴的延伸方向均是水平方向。此外，第二倾动轴优选接近出铁口而配 置。在这样构成的情况下，通过使熔解炉绕第一倾动轴旋转而使其倾动，到熔融金属出炉之 前为止使出铁口接近铸型，接着使熔解炉绕第二倾动轴旋转，并进一步倾动，由此能够向铸 型浇注熔融金属。由此，能够降低相对于铸型的出铁位置，能够进一步减少熔融金属的洒落 和飞散，能够进一步提高浇注精度。此外，本发明的浇注装置也可以作为如下的浇注装置，该浇注装置用于向铸型浇 注熔融金属，具备将金属材料熔解而生成熔融金属的熔解炉；和能够使铸型相对于上述 熔解炉前后移动和左右移动的铸型位置控制装置，通过驱动上述铸型位置控制装置使铸型 配置在预定的位置、即与熔解炉对置的位置，并且通过使上述熔解炉相对于铸型倾动来向 铸型浇注熔融金属。通过采用这样的浇注装置，由于在使铸型和熔解炉的出铁口的位置一致时不需要 使熔解炉移动，所以能够省略用于使熔解炉移动的机构，使浇注装置整体紧凑化，且能够降 低浇注装置的设置、运转时的初期成本、运转成本。此外，在本发明的浇注装置中，也可以为如下的浇注装置，上述熔解炉具备将熔融 金属朝向铸型浇注的出铁口，该出铁口前端部的侧面截面形状作成圆弧状，以形成该圆弧 的圆的中心为上述熔解炉的倾动中心。优选采用以形成该圆弧的圆的中心为上述第二倾动 轴。由此，能够使浇注时的出铁流线稳定，并能够进一步提高浇注精度。在此，出铁口前端 的侧面截面意味着用与熔解炉的倾动方向平行的铅垂假想平面切断出铁口前端时的截面。
图1是本发明的一实施方式的搭载有熔解炉的浇注装置的俯视概略图。图2是本发明的一实施方式的搭载有熔解炉的浇注装置的正面概略图。图3是本发明的一实施方式的搭载有熔解炉的浇注装置的侧面概略图。图4是本发明的一实施方式的搭载有熔解炉的浇注装置所使用的熔解炉的概略 俯视图。图5是本发明的一实施方式的搭载有熔解炉的浇注装置所使用的熔解炉的概略 侧视图。图6是本发明的一实施方式的搭载有熔解炉的浇注装置所使用的熔解炉的示意 主视图。图7是表示搭载有熔解炉的浇注装置处于熔解工序时的炉的位置的侧视图。
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图8是从搭载有熔解炉的浇注装置向铸型浇注熔融金属时的最初开始浇注时刻 的炉的倾动状态的侧视图。图9是从搭载有熔解炉的浇注装置向铸型浇注熔融金属时的结束浇注时刻的炉 的倾动状态的侧视图。图10是本发明的第二实施例涉及的浇注装置的俯视图。图11是表示本发明的铸型位置控制装置的详细情况的侧面截面图。图12是本发明的第二实施例涉及的浇注装置的侧面截面图。图13是本发明的第二实施例涉及的浇注装置的侧面截面图。图14是熔解炉的侧面截面图。图15是图14的局部放大图。图16是表示本发明的熔解炉的出铁口形状的立体图。图17是表示由本发明的浇注装置进行的浇注的样子的侧面截面图。图18是表示由本发明的浇注装置进行的浇注的样子的侧面截面图。图19是表示由本发明的浇注装置进行的浇注的样子的侧面截面图。符号说明1...熔解炉；la...炉主体；lb...炉上部；Ic...出铁口 ；2...第一倾动框架；
2a...第一倾动轴；2b...第一倾动用伺服马达；2c...第一倾动齿轮；2d...第一倾动小齿 轮；3...第二倾动框架；3a...第二倾动轴；3b...第二倾动用伺服马达；3c...第二倾动扇 形齿轮；3d...第二倾动小齿轮；4a...测力传感器；5...前后台车；5e...前后驱动用伺服 马达；6...横行台车；6d...横行驱动用伺服马达；A...铸型；10A...铸型位置控制装置； 10B...熔解炉；M...铸型；0...圆的中心；S...圆弧；T...形成圆弧S的圆；117...炉壁； 117a···出铁口。
具体实施例方式以下，基于附图对本发明的第一实施方式涉及的搭载有熔解炉的浇注装置进行说 明。图1是表示本发明的一实施方式的图，且是本发明的一实施方式的搭载有熔解炉的浇 注装置的俯视概略图。如图1所示，熔解炉1配置成能够在与铸造生产线A平行设置的轨道D上行驶。图2是本发明的第一实施方式的浇注装置的正面概略图。如图2所示，横行台车 6能够行驶地载放在设置于地面的轨道D上，在横行台车6上有前后台车5，在该前后台车 5上有计量框架4 (参照图幻，第一倾动框架2借助第一倾动轴加支承在计量框架4上，第 二倾动框架3借助第二倾动轴3a支承在第一倾动框架2的上端，在第二倾动框架3上固定 有熔解炉1。横行台车6和前后台车5相当于权利要求所述的驱动装置。图3是本发明的一实施方式的熔解炉兼浇注装置的侧面概略图。如图3所示，在 设置于地面的轨道D上有被行驶车轮6b和车轴6a和轴承6c支承的横行台车6，该横行台 车6设置成能够通过横行驱动用伺服马达6d进行行驶。如图2所示，在横行台车6上固定 有轨道5d，在轨道5d上有被行驶车轮恥和车轴fe和轴承5c支承的前后台车5，该前后台 车5设置成能够通过前后驱动用伺服马达k (参照图2、进行行驶。在前后台车5上固定有测力传感器4a，经由橡胶缓冲器4b支承计量框架4。第一倾动框架2借助第一倾动轴加支承在计量框架4上。在第一倾动轴加的轴端固定有第一 倾动齿轮2c，该第一倾动齿轮2c与固定于第一倾动用伺服马达2b的轴的第一倾动小齿轮 2d啮合。由此，当驱动第一倾动用伺服马达2b时第一倾动框架2倾动。在第一倾动框架2的上部的一端固定有第二倾动轴3a，在另一端固定有第二倾动 用伺服马达北。在第二倾动用伺服马达北的轴上固定有第二倾动小齿轮3d。第二倾动框架3借助第二倾动轴3a被支承为能够倾动，进而，在第二倾动框架3 上固定有第二倾动扇形齿轮3c，该第二倾动扇形齿轮3c与第二倾动小齿轮3d啮合，通过第 二倾动用伺服马达北能够倾动。图4是本发明所使用的熔解炉1的平面概略图。熔解炉1具备炉主体la(参照图5)，在炉主体Ia的上部安装有成型有出铁口 Ic 的炉上部lb。炉上部Ib在图4所示的平面概略图中位于熔解炉1的大致中央。图5是本发明所使用的熔解炉的侧面概略图。在熔解炉1的内部有炉主体la，在炉主体1的外周部设置有未图示的线圈，利用该 线圈熔解炉主体Ia内部的材料。图6是本发明所使用的熔解炉的正面概略图。图7表示本发明的熔解工序时的状态。熔解炉1处于水平状态，在该状态下投入 材料并进行熔解。当熔解炉1处于水平状态时，熔解炉1的炉主体Ia的侧壁处于沿大致铅 垂方向延伸的状态。图8表示将本装置所熔解的材料浇注到铸型A之前的状态。详细来说，表示以第 一倾动轴加为倾动中心，利用第一倾动用伺服马达2b经由第一倾动齿轮2c和第一倾动小 齿轮2d使炉主体Ia内部的熔融金属从炉上部Ib的出铁口 Ic流出之前为止使熔解炉1倾 动时的本装置的状态。图9表示本装置的浇注工序的完成时的状态。详细来说，表示为了从炉上部Ib的出铁口 Ic大致全部排出炉主体Ia内部的熔融 金属，使熔解炉1绕第二倾动轴3a倾动90度以上时的本装置的状态。熔解炉1能够利用第二倾动用伺服马达北且借助第二倾动扇形齿轮3c和第二倾 动小齿轮3d，以第二倾动轴3a为倾动中心倾动90以上。对这样构成的熔解炉兼浇注装置的动作进行说明。如图7所示，熔解炉兼浇注装 置配置成能够在与铸造生产线A平行设置的轨道D上行驶。将熔解炉1设为水平状态，用 未图示的材料投入装置将熔解材料投入到炉主体Ia中，对未图示的溶解用线圈通电而使 材料熔解。如果材料的熔解完成，则如图8所示，利用前后台车5使熔解炉1接近铸型A。 在接近铸型A后，熔解炉1以第一倾动轴加为倾动中心进行倾动直至从出铁口 Ic流出熔 融金属之前为止。在通过绕第一倾动轴加旋转而使熔解炉1倾动后，接着以第二倾动轴3a 为中心使熔解炉1倾动并将炉主体Ia中的熔融金属浇注到铸型A的浇口。对于浇注控制，利用测力传感器如(参照图3)计量熔解炉1和熔融金属的合计重 量，计算熔融金属流出部分的重量并进行重量控制。在此，对上述熔解炉1的倾动的控制进 行具体说明。本实施例的浇注装置具备对上述第二倾动用伺服马达北的动作进行控制的 控制机构。该控制机构具有浇注流量运算部，其根据上述测力传感器如的测量结果对浇 注流量进行运算；浇注量累积部，其根据上述浇注流量对向铸型的浇注量进行累积；和倾动控制部，其在所累积的浇注量达到了预定的浇注量的情况下使熔解炉1反向倾动而进行 隔料(即、使第二倾动用伺服马达3反转)，基于由浇注流量运算部运算出的浇注流量，对熔 解炉1的倾动角度进行控制。这样，当达到了浇铸设定重量后使熔解炉1以第一倾动轴为 中心作反向倾动来隔料而完成浇注。另外，控制机构还可以利用倾动控制部对倾动角度进 行控制以成为与铸件对应且与浇注方式相对应的浇注流量。到炉主体Ia中的熔融金属用尽为止反复进行上述的浇注作业。当炉主体Ia中的 熔融金属用尽后结束浇注工序，使熔解炉1处于水平状态，将前后台车后退而返回到图7的 状态，再次开始熔解工序。另外，在本实施例中利用两个倾动轴进行倾动，但只要是使熔解炉倾动的构造，就 并不限定于此。接着，对本发明的第二实施例涉及的浇注装置进行说明。如图10所示，本发明的 第二实施例涉及的浇注装置具备铸型位置控制装置Ι0Α，其设置成与铸型输送生产线101 正交；和熔解炉10B，其设置成与铸型位置控制装置IOA对置，用于生成熔融金属。在本实施 例中，作为铸型输送生产线101使用辊式输送机，由造型机造型了的铸型利用推动汽缸(未 图示)从图10的左侧向右方向连续输送。完成了浇注的铸型被设置于铸型输送生产线101 的末端的移车台(traverser)转移到铸型搬出生产线102后，向下一个工序输送。如图11所示，铸型位置控制装置IOA由以下部件构成框架103，其固定在铸型输 送生产线101的下方；前后移动台车104，其能够沿着与铸型M的输送方向正交的方向(以 下称作Y方向)在框架103上行驶；前后驱动装置105，其对前后移动台车104进行驱动； 计量框架106，其固定在前后移动台车104上，且具备测力传感器；左右移动台车108，其能 够借助轨道107沿着与铸型M的输送方向平行的方向(以下称作X方向)在计量框架106 上行驶；和左右驱动装置109，其对左右移动台车108进行驱动。另外，在左右移动台车108 上安装有铸型行驶用导轨110，在铸型行驶用导轨110上经由平台111载置有铸型M。这样构成的铸型位置控制装置10A，首先，将通过铸型输送生产线101输送来的铸 型M利用前后移动台车104移动到以与铸型控制装置IOA对置的方式设置的熔解炉IOB的 前方。另外，图12表示铸型移动到熔解炉IOB的前方之前的状态，图13表示铸型M移动到 熔解炉IOB的前方之后的状态。然后，将移动到熔解炉IOB的前方的铸型M利用左右移动 台车108沿X方向移动，由此使铸型M的浇口 Ml与熔解炉IOB的出铁位置一致。在本实施 例中，利用前后移动台车104向Y方向的移动量以及利用左右移动台车108向X方向的移 动量，由从铸型输送生产线101发送来的铸型数据(在此为与浇口位置相关的数据)所决 定。此外，铸型位置控制装置10A，也可以具备使左右移动台车108沿着上下方向进一 步移动的机构。作为这样的机构，只要是使左右移动台车108沿着上下方向移动的机构，则 无论是什么样的机构都可以，例如能够在框架103的下方具备缩放仪(pantagraph)式升降 机(在该情况下，框架103固定于升降机)。在此，铸型的上下方向的移动也与向X方向、Y 方向的移动同样，能够基于从铸型输送生产线101发送来的铸型数据进行，在该情况下，在 铸型数据中包含有铸型高度相关的数据。另外，在本实施例中，为了测量从上述熔解炉向铸型浇注的熔融金属的重量而使 用测力传感器。通过像这样具备测力传感器，能够一边对向铸型浇注的浇注量进行测量一在上述铸型数据中包含与浇铸重量相关 的数据。在此，能够将浇注量的控制设为与实施例1的情况同样。接着，对本实施例中的熔解炉IOB进行说明。如图12和图13所示，熔解炉IOB具 备倾动汽缸113和倾动中心轴114。通过使倾动汽缸113伸长，以倾动中心轴114为中心倾 动，进行向铸型M的浇注。此外，如图10所示，熔解炉IOB设置成与铸型位置控制装置IOA 对置，且设置于相对于铸型位置控制装置IOA固定的位置，因此不需要使熔解炉IOB相对于 铸型移动的机构。如上所述，在本发明的第二实施例中，通过使铸型相对于浇注机移动，进行浇口与 出铁口的对位，因此不需要使浇注机移动，能够使浇注机紧凑。此外，由于不使浇注机移动， 所以不会产生在浇包内熔融金属波动而对浇包造成侵蚀的情况，因此能够延长浇包的寿 命。在此，对熔解炉IOB的出铁口 117a进行说明。图14是熔解炉IOB的侧面截面图， 图15是图14的出铁口 117a的局部放大图。图16是本发明的出铁口 117a的立体图。如 图14和图15所示，本实施例的熔解炉的出铁口 117a的形状形成侧面截面形状为圆弧状。 此外，熔解炉IOB构成为以形成该圆弧的圆的中心为倾动中心进行倾动。基于图15进行更详细的说明，出铁口 117a的前端部的侧面截面形状形成为圆弧 S(实线部)，熔解炉IOB以形成该圆弧S的圆T(虚线部)的中心0为倾动中心。S卩，上述倾 动中心轴114(参照图16)设置成贯通圆T的中心0。详细来说，圆弧S是当熔解炉IOB的 侧壁亦即炉壁117处于沿着大致铅垂方向延伸的状态时，向上凸起的形状的圆弧。此外，圆 弧S与炉壁117平缓地相接。当进行浇注时，熔融金属沿着圆弧S流动后，在某一点从圆弧 S脱离。在本实施例中，熔解炉IOB以贯通形成圆弧S的圆T的中心0的倾动中心轴114为 倾动中心。因此，熔融金属从圆弧S脱离的点的铅垂方向和水平方向的位置，与熔解炉IOB 的倾动角度无关而保持大致一定。由此，即使是与浇包相比变得大型而难以维持浇注精度 的熔解炉所进行的浇注，也能够使浇注流线稳定在一定位置，能够进行高精度的浇注。另外，在本实施例中，如图15所示，熔解炉IOB的炉壁117形成为圆T的切线(即、 如图15所示，在圆T和炉壁117的切点，圆T的半径与炉壁117成直角)。由此，能够使浇 注流线进一步稳定，能够进一步提高浇注精度。图17至图19表示由本实施例的熔解炉进行的浇注的样子。如图17至19所示， 通过使熔解炉IOB倾动来对铸型M浇注熔融金属，但认为通过将出铁口的前端的侧面截面 形状作成圆弧状，以形成该圆弧的圆的中心为倾动中心，还通过使熔解炉的炉壁成为上述 圆的切线，能够使浇注流线稳定，并能够进行稳定的浇注。以上，对本发明的代表性实施例进行了说明，但本发明并不限定于此，只要是本领 域技术人员，就能够在不脱落所附上的权利要求的范围内发现各种替代实施例和变更例。
权利要求
1.一种浇注装置，其用于向铸型浇注熔融金属，其特征在于， 所述浇注装置具备将金属材料熔解而生成熔融金属的熔解炉；和 能够使该熔解炉前后移动和横行移动的驱动装置， 通过使所述熔解炉相对于铸型倾动来向铸型浇注熔融金属。
2.根据权利要求1所述的浇注装置，其特征在于 所述浇注装置具备对所述驱动装置进行驱动的驱动用伺服马达； 使所述熔解炉倾动的倾动驱动器；测力传感器，所述测力传感器为了计算从所述熔解炉向铸型浇注的熔融金属的重量亦 即浇注量，而对所述熔解炉的重量进行测量；和控制机构，所述控制机构基于所述浇注量对所述倾动用伺服马达的动作进行控制， 基于由所述控制机构进行的控制来自动进行向铸型的浇注。
3.根据权利要求2所述的浇注装置，其特征在于 以两个倾动轴为倾动中心进行所述熔解炉的倾动。
4.一种浇注装置，其用于向铸型浇注熔融金属，其特征在于， 所述浇注装置具备将金属材料熔解而生成熔融金属的熔解炉；和能够使铸型相对于所述熔解炉沿前后方向和左右方向移动的铸型位置控制装置， 通过使所述熔解炉相对于铸型倾动来向铸型浇注熔融金属。
5.根据权利要求4所述的浇注装置，其特征在于所述铸型位置控制装置使铸型相对于所述熔解炉沿前后方向、左右方向和上下方向移动。
6.根据权利要求4所述的浇注装置，其特征在于所述铸型位置控制装置具备测力传感器，所述测力传感器为了计算从所述熔解炉向铸 型浇注的熔融金属的重量亦即浇注量，而对所述铸型的重量进行测量，所述铸型位置控制 装置具备控制机构，所述控制机构基于所述浇注量对所述熔解炉的倾动进行控制。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的浇注装置，其特征在于所述熔解炉具备将熔融金属朝向铸型浇注的出铁口，该出铁口前端的侧面截面形状作 成圆弧状，以形成该圆弧的圆的中心为所述熔解炉的倾动中心。
8.根据权利要求7所述的浇注装置，其特征在于所述熔解炉的炉壁的侧面截面以成为形成所述圆弧的圆的切线的方式形成。
全文摘要
本发明提供一种浇注装置。为了将在熔解炉中熔解了的熔融金属转移到作为搬运容器的浇包中，并向浇注场所输送，进而利用吊车吊起后进行浇注作业而需要时间，高温下熔解了的熔融金属的温度降低而成为铸件不良的原因。本发明提供浇注装置，其用于向铸型浇注熔融金属，上述浇注装置具备将金属材料熔解而生成熔融金属的熔解炉；和能够使该熔解炉前后移动和横行移动的驱动装置，通过驱动上述驱动装置并使上述熔解炉配置在规定位置，并且使上述熔解炉相对于铸型倾动来向铸型浇注熔融金属。
文档编号B22D35/04GK102126019SQ20101057074
公开日2011年7月20日 申请日期2010年11月26日 优先权日2010年1月13日
发明者寺田秀人 申请人:新东工业株式会社, 藤和电气株式会社