RU2690376C1 - Способ заполнения и устройство заполнения для смешанного песка - Google Patents

Abstract

Настоящее изобретение относится к вариантам способа заполнения для заполнения смешанного песка в форму из внутренней части емкости для смешивания песка, а также к вариантам устройства для его осуществления. Один из вариантов способа включает этапы, на которых: контролируют усилие прессования, приложенное к слою смешанного песка в емкости для смешивания песка, и контролируют положение перемещения прижимного элемента, когда прижимной элемент начинает перемещаться при прессовании смешанного песка в емкости для смешивания песка в форму путем перемещения прижимного элемента и определяют время начала прессования, когда смешанный песок начинает течь в форму посредством усилия прессования, приложенным к слою смешанного песка в емкости для смешивания песка, а затем определяют начальное положение прессования прижимного элемента в момент начала прессования, и выполняют оценку заполнения смешанного песка в форму на основании определяемого времени начала прессования и определяемого начального положения прессования, при этом время заполнения смешанного песка в форму вычисляют из времени начала прессования и времени завершения прессования, при котором прижимной элемент останавливается из-за предельного давления, приложенного к прижимному элементу, а оценку заполнения смешанного песка в форму выполняют в зависимости от времени заполнения. Предлагаемое изобретение позволяет выполнить высоконадежную оценку заполнения смешанного песка в форму. 4 н. и 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

Description

ПРЕДПОСЫЛКИ К СОЗДАНИЮ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0001] Изобретение относится к способу заполнения и устройству заполнения для заполнения смешанного песка в форму, для того, чтобы образовать сердцевину в форме.

2. ОПИСАНИЕ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ

[0002] В технологии точного литья для изготовления отливки путем впрыскивания расплавленного металла в пресс форму, а затем охлаждения и затвердевания расплавленного металла, сердечник, образованный затвердевшим смешанным песком широко используется для обеспечения полости внутри отливки, такой как часть машины. Этот сердечник образован (сформован) путем прессования, и заполнения смешанного песка в форму из внутренней части емкости для смешивания песка.

[0003] Благодаря этому способу заполнения этого смешанного песка, установленное количество смешанного песка хранится в емкости для смешивания песка, а смешанный песок в емкости для смешивания песка прессуется и заполняется в форму прижимным элементом, перемещающимся внутри емкости для смешивания песка. В это время, выход цилиндрового устройства, которое приводит в движение прижимной элемент, установлен таким образом, что средняя скорость прижимного элемента от начала прессования, когда смешанный песок начинает течь в форму, до завершения прессования, приближается к скорости прижимного элемента, установленной в качестве целевой скорости. При этом способе заполнения смешанного песка, средняя скорость прижимного элемента от начала прессования до завершения прессования вычисляется путем оценки посредством контроля положения перемещения прижимного элемента, и оценки времени начала прессования и начального положения прессования прижимного элемента, когда смешанный песок начинает течь в форму, от формы сигнала положения перемещения прижимного элемента относительно времени, которая регистрируется во время заполнения, и определения времени завершения прессования, при котором прижимной элемент останавливается из-за предельного давления, приложенного к прижимному элементу, и положения завершения прессования прижимного элемента во время завершения прессования. Заполнение смешанного песка в форму затем оценивается на основе этого результата расчета.

[0004] Однако, при описанном выше способе заполнения, время начала прессования, и начальное положение прессования прижимного элемента получаются путем оценки от формы сигнала положения перемещения прижимного элемента относительно времени. Фактическое время начала прессования и фактическое начальное положение прессования прижимного элемента не могут быть определены, поэтому средняя скорость прижимного элемента от начала прессования до завершения прессования не может быть точно вычислена. Поэтому оценка заполнения, полученная из этой регистрации, является ненадежной. Более того, время начала прессования и начальное положение прессования прижимного элемента, когда смешанный песок начинает течь в форму, могут изменяться из-за изменения количества смешанного песка в емкости для смешивания песка, или изменения скорости прижимного элемента до того, как прижимной элемент вступит в контакт с верхней поверхностью слоя смешанного песка внутри емкости для смешивания песка. Поэтому корректность при этом способе смешивания не учитывается. Кроме того, емкость для смешивания песка изготовлена из металла, поэтому оператор не может визуально видеть, как прижимной элемент контактирует с верхней поверхностью слоя смешанного песка и смешанный песок начинает течь в пресс форму, поэтому вышеупомянутые проблемы неспособны решаться визуальным подтверждением оператора.

[0005] Более того, при описанном выше способе заполнения, в прижимном элементе предусмотрен выпускной клапан, который открывается и закрывается для разрешения/прерывания сообщения между пространством внутри емкости для смешивания песка и пространством вне емкости для смешивания песка. Этот выпускной клапан управляется так, чтобы переключиться из открытого состояния в закрытое состояние, когда прижимной элемент достигает заданного положения (положения, соответствующего началу прессования). Однако, как описано выше, поскольку фактическое начальное положение прессования прижимного элемента не может быть определено, разница между положением прижимного элемента, когда выпускной клапан закрывается, которое установлено заранее, и начальным положением нажатия прижимного элемента не может быть точно определено. Следовательно, приток воздуха в форму не может быть точно определен, поэтому оценка заполнения является также ненадежной с этой точки зрения.

[0006] Поэтому, формовочное устройство для вспененной смешанной смеси описано в опубликованной заявке на патент Японии № 2014-4611 (JP 2014-4611 А) в качестве заполняющего устройства для смешанного песка. Формовочное устройство согласно изобретению, описанному в JP 2014-4611 A, включает в себя механизм перемещения выдвижения/отвода, который производит выдвижение и отвод поршня, приводной механизм открывания/закрывания, который открывает и закрывает вентиляционное отверстие, которое выпускает воздух внутри цилиндра, датчик определения положения, который определяет положение поршня, датчик определения скорости, который определяет скорость движения поршня, датчик определения давления, который определяет усилие прессования, прикладываемое к вспененной смешанной смеси в цилиндре, и участок управления, который управляет механизмом перемещения выдвижения/отвода и приводным механизмом открывания/закрывания на основе результатов определения от датчика определения положения, датчика определения скорости и датчика определения давления.

[0007] Участок управления этого формовочного устройства конкретно выполняет элементы управления, описанные ниже.

(1) Участок управления определяет, достиг ли поршень предполагаемого положения, которое предполагается в качестве положения, в котором поршень контактирует с вспененной смешанной смесью, подаваемой в цилиндр, и управляет открытием и закрытием механизма открытия/закрытия на основе этого определения.

(2) Участок управления управляет на основе результата определения датчика определения скорости, механизмом перемещения выдвижения/отвода так, чтобы скорость перемещения, определенная этим датчиком определения скорости, заранее соответствовала установленной скорости перемещения поршня.

(3) Участок управления управляет на основе результата определения датчика определения скорости механизмом перемещения выдвижения/отвода, так чтобы значение определения датчика определения давления соответствовало установленному значению давления. Участок управления также управляет механизмом перемещения выдвижения/отвода, чтобы остановить перемещение поршня, когда значение давления, определенное датчиком определения давления, равно или больше значения давления, принятого, когда вспененная смешанная смесь закончила прессование посредством поршня (т.е. в прессованном состоянии).

(4) На основании результата определения датчика определения давления, участок управления управляет приводным механизмом открывания/закрывания для открывания, когда определенное значение давления меньше значения давления, принятого, когда вспененная смешанная смесь начинает прессоваться поршнем, и управляет приводным механизмом открывания/закрывания для закрывания, когда определенное значение давления равно или превышает значение давления, принятого, когда вспененная смешанная смесь начинает прессоваться.

[0008] Также, формовочное устройство способно выполнять элементы управления, с описанным выше участком управления, посредством контроля скорости перемещения и положения поршня, и усилия прессования, применяемого к вспененной смешанной смеси в цилиндре. В результате, формовочное устройство способно определять условия (то есть оптимальную скорость перемещения, положение и усилие прессования поршня), чтобы лучше выполнять заполнение, и может заполнять вспененную смешанную смесь в форму в этих условиях.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0009] Как описано выше, формовочное устройство для смешанного песка, описанное в JP 2014-4611 А представляет собой устройство, которое, безусловно, приводит к лучшему заполнению путем контроля скорости перемещения и положения поршня, и усилия прессования, прикладываемого к вспененной смешанной смеси в цилиндре, и управления ими участком управления. Однако, с этим формовочным устройством, контролируются скорость перемещения и положение поршня, а также усилие прессования, прикладываемое к вспененной смешанной смеси в цилиндре, но результаты их определения не используются при оценке заполнения смешанного песка в форму, и отсутствует такая технологическая идея. Более того, это формовочное устройство, в частности, включает участок управления, который выполняет комплексное управление, поэтому затраты на оборудование увеличиваются, что затрудняет использование формовочного устройства.

[0010] Поэтому, в простом устройстве, которое не включает в себя участок комбинированного управления, который ведет к улучшенному заполнению, то есть в устройстве заполнения объема, которое также способно охватывать существующие устройства заполнения, необходимо точно определять время начала прессования и начальное положение прессования прижимного элемента, когда смешанный песок начинает течь в форму, и повышает надежность оценки заполнения, когда смешанный песок заполнен в форму.

[0011] Таким образом, изобретение обеспечивает способ заполнения смешанного песка, который точно определяет время начала прессования и начальное положение прессования прижимного элемента, когда смешанный песок начинает течь в форму и, следовательно, повышает надежность оценки заполнения смешанного песка в форму. Изобретение также обеспечивает устройство заполнения для смешанного песка, которое повышает надежность оценки заполнения смешанного песка в форму, в то же время снижая затраты на оборудование.

[0012] Первый аспект изобретения относится к способу заполнения для заполнения смешанного песка в форму из емкости для смешивания песка. Этот способ заполнения включает в себя этапы, при которых контролируют усилие прессования, прикладываемое к слою смешанного песка в емкости для смешивания песка, и контролируют положение перемещения прижимного элемента с момента, когда прижимной элемент начинает перемещение при прессовании смешанного песка в емкости для смешивания песка в форму посредством перемещения прижимного элемента, и определяют время начала прессования, когда смешанный песок начинает течь в форму усилием прессования, прикладываемым к слою смешанного песка в емкости для смешивания песка, а затем определяют начальное положение прессования прижимного элемента во время начала прессования, и выполняют оценку заполнения смешанного песка в форму на основании определяемого времени начала прессования и определяемого начального положения прессования.

[0013] Второй аспект изобретения относится к устройству заполнения, которое заполняет смешанный песок в форму. Это устройство заполнения включает в себя емкость для смешивания песка, в которой хранится смешанный песок; цилиндровое устройство, которое имеет прижимной элемент, способный выдвигаться и отводиться внутри емкости для смешивания песка и прессовать смешанный песок в емкости для смешивания песка в форму; датчик определения положения, который определяет положение перемещения прижимного элемента; датчик определения давления, который определяет усилие прессования, прикладываемое к слою смешанного песка в емкости для смешивания песка; и участок оценки, выполненный с возможностью определения согласно результату определения датчика определения давления, времени начала прессования, при котором смешанный песок начинает течь в форму, а также определения согласно результату определения датчика определения положения начального положения прессования прижимного элемента в момент начала прессования, и выполнения оценки заполнения смешанного песка в форму на основании определяемого времени начала прессования и определяемого начального положения прессования.

[0014] При способе заполнения согласно первому аспекту, время начала прессования и начальное положение прессования прижимного элемента, когда смешанный песок начинает течь в форму, что обычно получается путем оценки, могут быть точно определены. Оценка заполнения смешанного песка в форму выполняется из этой информации, поэтому надежность оценки заполнения может быть улучшена.

[0015] Время заполнения смешанного песка в форму вычисляют из времени начала прессования и времени завершения прессования, при котором прижимной элемент останавливается из-за предельного давления, приложенного к прижимному элементу, а оценку заполнения смешанного песка в форму выполняют в зависимости от времени заполнения. Соответственно, время заполнения смешанного песка в форму может быть точно определено, а оценку заполнения смешанного песка в форму выполняют с точки зрения этого времени заполнения, поэтому надежность оценки заполнения может быть улучшена.

[0016] При перемещении прижимного элемента к слою смешанного песка в емкости для смешивания песка, прижимной элемент может перемещаться при выпуске воздуха из промежутка между прижимным элементом и верхней поверхностью слоя смешанного песка посредством открытия выпускного клапана, предусмотренного в прижимном элементе, и выпускной клапан закрывают, когда прижимной элемент достигает заданного положения. Приток воздуха в форму может быть вычислен из положения прижимного элемента, когда выпускной клапан закрыт, которое является заданным, и начального положения прессования прижимного элемента в момент начала прессования, а оценку заполнения смешанного песка в форму выполняют на основе притока воздуха. Соответственно, приток воздуха в форму может быть точно определен, а оценку заполнения смешанного песка в форму выполняют с точки зрения этого притока воздуха, поэтому надежность оценки заполнения может быть улучшена.

[0017] С устройством заполнения согласно второму аспекту, со структурой, в которой датчик определения давления просто добавлен к обычному устройству заполнения, время начала прессования и начальное положение прессования прижимного элемента могут быть точно определены. В результате, стоимость оборудования может быть снижена, и может быть выполнена высоконадежная оценка заполнения смешанного песка в форму.

[0018] Участок оценки может быть выполнен с возможностью вычисления времени заполнения смешанного песка в форму от времени начала прессования и времени завершения прессования, при котором прижимной элемент останавливается из-за предельного давления, приложенного к прижимному элементу, и выполнения оценки заполнения смешанного песка в форму в зависимости от времени заполнения. Соответственно, участок оценки способен выполнять высоконадежную оценку заполнения смешанного песка в форму с точки зрения времени заполнения смешанного песка в форму. Более того, участок оценки только включает в себя простую схему расчета, поэтому затраты на оборудование могут быть сведены к минимуму.

[0019] Устройство заполнения может дополнительно включать в себя выпускной клапан, который предусмотрен в прижимном элементе, и открывается и закрывается, чтобы обеспечить/прервать сообщение между пространством внутри емкости для смешивания песка и пространством за пределами емкости для смешивания песка; и участок управления, выполненный с возможностью переключения выпускного клапана из открытого состояния в закрытое состояние, когда датчик определения положения определяет, что прижимной элемент достиг заданного положения, когда прижимной элемент перемещается к слою смешанного песка в емкости для смешивания песка. Участок оценки может быть выполнен с возможностью вычисления притока воздуха в форму от положения прижимного элемента, когда выпускной клапан закрывается, которое предварительно установлено, и начального положения прессования прижимного элемента в момент начала прессования, и выполняет оценку заполнения смешанного песка в форму на основе притока воздуха. Соответственно, предусмотрены, по существу, те же составляющие элементы, что и у обычного устройства заполнения, поэтому стоимость оборудования может быть снижена, а участок оценки способен выполнить высоконадежную оценку заполнения смешанного песка в форму с точки зрения притока воздуха в форму.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0020] Признаки, преимущества и техническая и промышленная значимость примеров осуществления изобретения будут описаны ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых одинаковые ссылочные позиции обозначают одинаковые элементы, и на которых:

Фиг.1 представляет собой схематическое изображение устройства заполнения согласно одному примеру варианта осуществления изобретения;

Фиг.2А представляет собой вид, показывающий отдельный кадр смешанного песка, заполняемого в полость пресс формы из емкости для смешивания песка посредством устройства заполнения согласно примеру варианта осуществления изобретения;

Фиг.2В представляет собой вид, показывающий другой отдельный кадр смешанного песка, заполняемого в полость пресс формы из емкости для смешивания песка посредством устройства заполнения согласно примеру варианта осуществления изобретения;

Фиг.2С представляет собой вид, показывающий еще один отдельный кадр смешанного песка, заполняемого в полость пресс формы из емкости для смешивания песка посредством устройства заполнения согласно примеру варианта осуществления изобретения;

Фиг.2D представляет собой вид, показывающий еще отдельный кадр смешанного песка, заполняемого в полость пресс формы из емкости для смешивания песка посредством устройства заполнения согласно примеру варианта осуществления изобретения;

Фиг.2Е представляет собой вид, показывающий другой отдельный кадр смешанного песка, заполняемого в полость пресс формы из емкости для смешивания песка посредством устройства заполнения согласно примеру варианта осуществления изобретения; и

Фиг.3 представляет собой график, иллюстрирующий контент определения, передаваемый в участок оценки от датчика определения положения и датчика определения давления в устройстве заполнения согласно примеру варианта осуществления изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0021] В дальнейшем, вариант осуществления изобретения будет подробно описан со ссылкой на фигуры 1-3. Устройство 1 заполнения согласно одному примеру варианта осуществления изобретения включает в себя емкость 2 для смешивания песка, в которой хранится смешанный песок S, цилиндровое устройство 3, которое имеет прижимной элемент 27, который способен выдвигаться и втягиваться внутри емкости 2 для смешивания песка и прессовать смешанный песок S, который находится в емкости 2 для смешивания песка, в форму 10, датчик 4 определения давления, который определяет усилие прессования, прикладываемое к смешанному песку S, который находится в емкости 2 для смешивания песка, датчик 5 определения положения, который образован кодовым датчиком положения или т.п., например, и определяет положение перемещения прижимного элемента 27, выпускной клапан 6, который предусмотрен в пластинчатом участке 30 малого диаметра прижимного элемента 27, и открывается и закрывается, чтобы позволять или прерывать сообщение между пространством вне емкости 2 для смешивания песка и пространством внутри емкости 2 для смешивания песка, то есть между верхним пространством 18 и нижним пространством 19 в пластинчатом участке 30 малого диаметра, участок 7 управления, который управляет как перемещением цилиндрового устройства 3, так и управляет открытием и закрытием выпускного клапана 6 в ответ на сигнал определения от датчика 5 определения положения, и участок 8 оценки, который выполняет оценку заполнения смешанного песка S в форму 10 на основании результатов определения датчика 5 определения положения и датчика 4 определения давления, как показано на фиг.1.

[0022] форма 10 включает неподвижную форму 11 и подвижную форму 12, которые разделены разделительной линией P. Когда неподвижная форма 11 и подвижная форма 12 закрыты, внутри обеих образована полость 13. Приемное отверстие 14 для смешанного песка S, которое сообщается с полостью 13, образовано в верхнем участке формы 10. Устройство 1 заполнения может быть установлено над этой формой 10.

[0023] Емкость 2 для смешивания песка образована в открытой цилиндрической форме с нижней частью и включает в себя основной корпус 20 емкости и нижний стеночный участок 21. Основной корпус 20 емкости имеет отверстие, которое является, в целом, круговым, если смотреть сверху, проходящее через него в осевом направлении. Нижний стеночный участок 21 является пластинчатым и закрывает нижнее торцевое отверстие основного корпуса 20 емкости. В нижнем стеночном участке 21 предусмотрено отверстие 22 для заполнения. Пластинчатый тепловой изолятор 15 прикреплен к нижней поверхности нижнего стеночного участка 21. Тепловой изолятор 15 образован имеющим площадь сечения, которая намного меньше площади нижнего стеночного участка 21. Отверстие 16 для сообщения, которое сообщается с отверстием 22 для заполнения нижнего стеночного участка 21, образовано в тепловом изоляторе 15. Установленное количество смешанного песка S хранится в этой емкости 2 для смешивания песка. Смешанный песок S представляет собой смесь искусственного песка и водорастворимого неорганического связующего, которое включает жидкое стекло (силикат натрия), воду и поверхностно-активное вещество, которая была смешана до вспененного состояния и имеет подходящую вязкость. В этом примере варианта осуществления, смешанный песок S, в котором составные элементы, описанные выше, смешаны и смешаны до вспененного состояния, образован в емкости 2 для смешивания песка.

[0024] Цилиндровое устройство 3 включает в себя цилиндрический основной корпус 25, к которому подается сжатый воздух из подачи воздуха, поршневой шток 26, который вытягивается и сжимается из цилиндрического основного корпуса 25, и прижимной элемент 27, который интегрально соединен с концевой частью поршневого штока 26. Подача воздуха цилиндрового устройства 3 электрически соединена с участком 7 управления. Датчик 5 определения положения, который определяет величину хода (величину перемещения) поршневого штока 26 и, таким образом, определяет положение перемещения прижимного элемента 27, предусмотрен на цилиндровом устройстве 3. Датчик 5 определения положения электрически соединен как с участком 7 управления, так и с участком 8 оценки. Прижимной элемент 27 включает в себя пластинчатый участок 30 малого диаметра, который способен выдвигаться и втягиваться внутри емкости 2 для смешивания песка и скользить внутри емкости 2 для смешивания песка, пластинчатый участок 31 большого диаметра, который имеет больший диаметр, чем пластинчатый участок 30 малого диаметра и имеет больший диаметр, чем наружный диаметр емкости 2 для смешивания песка, и множество участков 32 соединительного вала, которые соединяют пластинчатый участок 30 малого диаметра и пластинчатый участок 31 большого диаметра вместе. Пластинчатый участок 31 большого диаметра расположен над пластинчатым участком 30 малого диаметра. Пластинчатый участок 30 малого диаметра и пластинчатый участок 31 большого диаметра расположены концентрично. Пластинчатый участок 31 большого диаметра интегрально соединен с концевой частью поршневого штока 26. Кольцеобразная манжета 33 установлена на внешней периферийной поверхности пластинчатого участка 30 малого диаметра. Датчик 4 определения давления, который определяет усилие прессования, прикладываемое к смешанному песку S внутри емкости 2 для смешивания песка, встроен в пластинчатый участок 30 малого диаметра. Более конкретно, датчик 4 определения давления встроен в пластинчатый участок 30 малого диаметра таким образом, что поверхность датчика 4 определения давления обнажена внутрь емкости 2 для смешивания песка и контактирует с смешанным песком S. Кроме того, датчик 4 определения давления определяет усилие прессования, прикладываемое к смешанному песку S прижимным элементом 27, посредством определения усилия прессования от смешанного песка S, который контактирует с поверхностью датчика 4 определения давления. Датчик 4 определения давления электрически соединен с участком 8 оценки.

[0025] Выпускной клапан 6 расположен в пластинчатом участке 30 малого диаметра прижимного элемента 27. Выпускной клапан 6 включает в себя участок 36 вентиляционного поршня, который скользяще расположен внутри вентиляционного отверстия 35, которое проходит через пластинчатый участок 30 малого диаметра в его осевом направлении, и приводной механизм 37, который приводит в действие участок 36 вентиляционного поршня в/из вентиляционного отверстия 35. Также, когда выпускной клапан 6 управляется для открытия, участок 36 вентиляционного поршня выходит из вентиляционного отверстия 35 посредством привода приводного механизма 37 так, что вентиляционное отверстие 35 открывается. В результате верхнее пространство 18 пластинчатого участка 30 малого диаметра (то есть пространство вне емкости 2 для смешивания песка) сообщается с нижним пространством 19 пластинчатого участка 30 малого диаметра (пространством внутри емкости 2 для смешивания песка). С другой стороны, когда выпускной клапан 6 управляется для закрытия, участок 36 вентиляционного поршня плотно вставляется в вентиляционное отверстие 35 посредством привода приводного механизма 37 так, что вентиляционное отверстие 35 закрывается. В результате сообщение между верхним пространством 18 и нижним пространством 19 пластинчатого участка 30 малого диаметра прерывается. Приводной механизм 37 выпускного клапана 6 электрически соединен с участком 7 управления.

[0026] Далее будет описан способ заполнения для заполнения смешанного песка S, который находится в емкости 2 для смешивания песка, в полость 13 в форме 10 с использованием устройства 1 заполнения согласно этому примеру варианта осуществления изобретения, со ссылкой к фигурам 2A-2E, а также фиг.3. Во-первых, искусственный песок и водорастворимое неорганическое связующее, которое включает жидкое стекло, воду и поверхностно-активное вещество, смешиваются и замешиваются внутри емкости 2 для смешивания песка для образования установленного количества вспененного смешанного песка S. Когда это смешивание выполняется, коммуникационное отверстие 16 в тепловом изоляторе 15 закрыто заглушкой, не показанной. Количество смешанного песка S, хранящегося в емкости 2 для смешивания песка, больше, чем заданное количество, которое впрессовывается в полость 13 формы 10. Затем, как представлено на фиг.2А, заглушка снимается, и емкость 2 для смешивания песка устанавливается на форму 10, так что коммуникационное отверстие 16 в тепловом изоляторе 15 находится в сообщении с приемным отверстием 14 в форме 10. В это время, поскольку смешанный песок S является вязким, смешанный песок S в емкости 2 для смешивания песка не просачивается через коммуникационное отверстие 16 в тепловом изоляторе 15. Затем цилиндровое устройство 3 устанавливается над емкостью 2 для смешивания песка. В это время выпускной клапан 6 находится в открытом состоянии.

[0027] Затем цилиндровое устройство 3 приводится в действие в ответ на сигнал от участка 7 управления, так что поршневой шток 26 перемещается в направлении, продолжающемся от цилиндрического основного корпуса 25, после чего пластинчатый участок 30 малого диаметра прижимного элемента 27 продвигается в емкость 2 для смешивания песка и перемещается к смешанному песку S в емкости 2 для смешивания песка, в то же время, скользя внутри емкости 2 для смешивания песка. В это время воздух между пластинчатым участком 30 малого диаметра прижимного элемента 27 и верхней поверхностью слоя смешанного песка S (то есть воздух в нижнем пространстве 19) выпускается через выпускной клапан 6. Также, с момента, когда прижимной элемент 27 начинает перемещаться, подвижное положение прижимного элемента 27 постоянно определяется датчиком 5 определения положения, и результат определения передается как на участок 7 управления, так и на участок 8 оценки. Дополнительно, с момента, когда прижимной элемент 27 начинает перемещаться, усилие прессования, прикладываемое к слою смешанного песка S в емкости 2 для смешивания песка, постоянно определяется датчиком 4 определения давления, и результат определения передается на участок 8 оценки.

[0028] Также, ссылаясь к фиг.3, когда датчик 5 определения положения определяет, что пластинчатый участок 30 малого диаметра прижимного элемента 27 достиг положения L1 переключения скорости (положение, показанное на фиг.2В) установленного заранее, сигнал определения передается на цилиндровое устройство 3 через участок 7 управления, и скорость поршневого штока 26 цилиндрового устройства 3 переключается на большую скорость, и прижимной элемент 27 продолжает перемещаться. Выходной сигнал цилиндрового устройства 3 в это время устанавливается так, что средняя скорость прижимного элемента 27 от начала прессования, когда смешанный песок S начинает течь в форму 10, до полного завершения прессования, приближается к скорости, заранее установленной как целевая скорость.

[0029] Затем, ссылаясь также к фиг.3, прижимной элемент 27 продолжает перемещаться, и когда датчик 5 определения положения определяет, что пластинчатый участок 30 малого диаметра прижимного элемента 27 приблизился к верхней поверхности слоя смешанного песка S, и достиг закрытого положения L2 выпускного клапана, установленного заранее, как показано на фиг.2С, сигнал определения передается на приводной механизм 37 выпускного клапана 6 посредством участка 7 управления. В результате, выпускной клапан 6 закрывается, тем самым отрезая сообщение между верхним пространством 18 и нижним пространством 19 пластинчатого участка 30 малого диаметра. Затем, как представлено на фиг. 2D, пластинчатый участок 30 малого диаметра прижимного элемента 27 контактирует с верхней поверхностью слоя смешанного песка S, и смешанный песок S в емкости 2 для смешивания песка прессуется в полость 13 формы 10 через заполняющее отверстие 22 в нижнем стеночном участке 21, коммуникационное отверстие 16 в тепловом изоляторе 15, и приемное отверстие 14 в форме 10 посредством усилия прессования прижимного элемента 27. Когда смешанный песок S спрессован, сила реакции от слоя смешанного песка S в емкости 2 для смешивания песка и сопротивление скольжению между манжетой 33, предусмотренной на внешней периферии пластинчатого участка 30 малого диаметра и внутренней стеночной поверхностью емкости 2 для смешивания песка (основного корпуса емкости 20) прикладывается к прижимному элементу 27. После того, как выпускной клапан 6 был помещен в закрытое состояние, пластинчатый участок 30 малого диаметра прижимного элемента 27 контактирует с верхней поверхностью слоя смешанного песка S, и смешанный песок S начинает вдавливаться в полость 13 формы 10 из внутренней части емкости 2 для смешивания песка, так что воздух между пластинчатым участком 30 малого диаметра, который достиг закрытого положения L2 выпускного клапана, и верхней поверхностью слоя смешанного песка S (то есть воздух в нижнем пространстве 19) течет вместе с смешанным песком S в полость 13 формы 10.

[0030] Затем, как показано на фиг.2Е, прижимной элемент 27 останавливается, когда предельное давление прикладывается к прижимному элементу 27. Это предельное давление представляет собой давление, при котором максимальная выходная мощность цилиндрового устройства 3 соответствует силе реакции от слоя смешанного песка S в емкости 2 для смешивания песка, и сопротивлению скольжения между манжетой 33, предусмотренной на внешней периферии пластинчатого участка 30 малого диаметра и внутренней стеночной поверхностью емкости 2 для смешивания песка (то есть основного корпуса 20 емкости), которые прикладываются к прижимному элементу 27. Затем, когда датчик 5 определения положения определяет, что прижимной элемент 27 остановился в течение установленного периода времени, сигнал определения передается на цилиндровое устройство 3 через участок 7 управления, и движение цилиндрового устройства 3 останавливается. Этот момент времени представляет собой время t2 прессования, когда смешанный песок S заканчивает прессование в форму 10 из емкости 2 для смешивания песка. Конструкция также может быть такой, что движение цилиндрового устройства 3 останавливается, и прижимной элемент 27 останавливается, когда цилиндровое устройство 3 определяет, что предельное давление было приложено к прижимному элементу 27 в течение установленного периода времени, вместо того, чтобы основываться на результатах определения от датчика 5 определения положения. Когда прессование завершено, пластинчатый участок 31 большого диаметра прижимного элемента 27 останавливается в положении, близком к верхнему концу емкости 2 для смешивания песка.

[0031] Затем, участок 8 оценки получает результаты определения от датчика 5 определения положения и датчика 4 определения давления, то есть график, показанный на фиг.3. В этом участке 8 оценки, на основании графика, показанного на фиг.3, оценивается, во-первых, время, когда датчик 4 определения давления определяет усилие прессования, приложенное к слою смешанного песка S в емкости 2 для смешивания песка, то есть точку, в которой усилие прессования к слою смешанного песка S начинает увеличиваться в сигнале от этого усилия прессования, на фиг. 3 обозначенную как время t1 начала прессования, когда смешанный песок S начинает течь в форму 10, а начальное положение L3 прессования прижимного элемента 27 в это время t1 начала прессования определяется результатом определения датчика 5 определения положения (то есть сигналом положения прижимного элемента 27). Также, время, когда остановка прижимного элемента 27 определяется датчиком 5 определения положения, определяется как время t2 завершения прессования, и определяется положение L4 завершения прессования прижимного элемента 27 в это время t2 завершения прессования. Из этой информации вычисляется время заполнения от начала прессования до тех пор, пока не будет выполнено полное прессование (то есть, время t2 завершения прессования - время t1 начала прессования), и вычисляется средняя скорость прижимного элемента 27 от начала прессования до полного завершения прессования (т. е. (положение L4 завершения прессования - положение L3 начала прессования)/время заполнения). Также, приток воздуха в форму 10 вычисляется от закрытого положения L2 выпускного клапана прижимного элемента 27, когда выпускной клапан 6 закрыт, которое установлено заранее, и начального положения L3 прессования прижимного элемента 27 во время t1 начала прессования (т.е. (начальное положение L3 прессования - закрытое положение L2 выпускного клапана) × площадь сечения в основном корпусе емкости 20).

[0032] Наконец, участок 8 оценки выполняет оценку заполнения смешанного песка S в форму 10 на основании времени заполнения от начала прессования до полного прессования, и притока воздуха в форму 10. Эта оценка заполнения также связана с оценкой самого формованного продукта, который образован внутри формы 10. Что касается способа этой оценки заполнения, то верхнее предельное значение времени заполнения установлено, например, и с этим верхним предельным значением в качестве порогового значения, определение «Хорошо» выполняется, когда время заполнения не превышает верхнего предельного значения, тогда как определение «Плохо» выполняется, когда время заполнения превышает верхнее предельное значение. Между тем, верхнее предельное значение для притока воздуха также установлено, например, и с этим верхним предельным значением в качестве порогового значения определение «Хорошо», выполняется, когда приток воздуха не превышает верхнего предельного значения, и определение «Плохо» выполняется, когда приток воздуха превышает верхнее предельное значение.

[0033] Участок 8 оценки также может вычислить среднюю скорость прижимного элемента 27 от начала прессования до полного завершения прессования и выполнить оценку заполнения смешанного песка S в форму 10 путем сравнения этой средней скорости с предварительно установленной целевой скоростью. Однако, в этом примере варианта осуществления, время заполнения от начала прессования до полного прессования и скорость потока воздуха в форму 10 используются при оценке заполнения смешанного песка S в форму 10, поэтому является оценкой, которая, несомненно, больше соответствует реальности, чем оценка заполнения, основанная на средней скорости прижимного элемента 27, которая обычно используется. Поэтому содержание оценки, в которой средняя скорость прижимного элемента 27 сравнивается с заданной целевой скоростью, сохраняется в качестве контрольной.

[0034] При ссылке на форму сигнала усилия прессования, приложенного к слою смешанного песка S в емкости 2 для смешивания песка, который детектируется датчиком 4 определения давления на фиг.3, усилие прессования внезапно возрастает от времени t1 начала прессования и достигает пикового давления после того, как пройдет установленный промежуток времени, а затем усилие прессования постепенно падает до момента времени t2 завершения прессования. Предполагается, что эта начальная форма сигнала не указывает на изменение усилия прессования, приложенного ко всему слою смешанного песка S в емкости 2 для смешивания песка. То есть с исходной формой сигнала поведение слоя смешанного песка S в емкости 2 для смешивания песка является неустойчивым и еще не достигло состояния статического давления, поэтому предполагается, что локализованное давление временно детектируется датчиком 4 определения давления и это является давлением, которое достигло пикового давления. Затем, после пикового давления, когда прессование приближается к завершению, поведение слоя смешанного песка S в емкости 2 для смешивания песка стабилизируется и приближается к состоянию статического давления, поэтому считается, что датчик 4 определения давления будет обнаруживать усилие прессования, применяемое для всего слоя смешанного песка S в емкости 2 для смешивания песка. Однако возможно определить, что начальная точка подъема формы сигнала усилия прессования в направлении слоя смешанного песка S на фиг.3, действительно является точкой, в которой начинает прикладываться усилие прессования от прижимного элемента 27 к слою смешанного песка S в емкости 2 для смешивания песка.

[0035] В примере варианта осуществления изобретения, описанном выше, при прессовании смешанного песка S в емкости 2 для смешивания песка в форму 10 посредством перемещения прижимного элемента 27, усилие прессования, приложенное к слою смешанного песка S в емкости 2 для смешивания песка, контролируется датчиком 4 определения давления, а положение перемещения прижимного элемента 27 контролируется датчиком 5 определения положения, начиная с момента, когда прижимной элемент 27 начинает перемещаться. Время t1 начала прессования, когда смешанный песок S начинает втекать в форму 10, может быть определено на основании результата определения датчика 4 определения давления, а начальное положение L3 прессования прижимного элемента 27 в это время t1 начала прессования может быть определено датчиком 5 определения положения. В результате, время t1 начала прессования и начальное положение L3 прессования прижимного элемента 27, когда смешанный песок S начинает течь в форму 10, которые обычно получают путем оценки, могут быть точно определены. Следовательно, время заполнения от начала прессования до момента завершения прессования, и приток воздуха в форму 10 во время заполнения могут быть точно вычислены, поэтому надежность оценки заполнения смешанного песка S в форму 10 может быть улучшена.

[0036] С устройством 1 заполнения для смешанного песка согласно примеру варианта осуществления изобретения, вспененный смешанный песок S образуется путем смешивания и смешивания искусственного песка и водорастворимого неорганического связующего, которое включает жидкое стекло, воду и поверхностно-активное вещество, в емкости 2 для смешивания песка. Поэтому, путем обеспечения датчика 4 определения давления на пластинчатом участке 30 малого диаметра прижимного элемента 27, повреждение датчика 4 определения давления может быть предотвращено. То есть, когда датчик 4 определения давления установлен на стороне емкости 2 для смешивания песка, существует вероятность того, что датчик 4 определения давления может быть поврежден во время смешивания и смешивания составляющих элементов, описанных выше, в емкости 2 для смешивания песка, но эта проблема может быть устранена путем обеспечения датчика 4 определения давления на пластинчатом участке 30 малого диаметра прижимного элемента 27.

Claims (31)

1. Способ заполнения для заполнения смешанного песка в форму из внутренней части емкости для смешивания песка, включающий этапы, на которых:

контролируют усилие прессования, приложенное к слою смешанного песка в емкости для смешивания песка, и контролируют положение перемещения прижимного элемента, когда прижимной элемент начинает перемещаться при прессовании смешанного песка в емкости для смешивания песка в форму путем перемещения прижимного элемента; и

определяют время начала прессования, когда смешанный песок начинает течь в форму посредством усилия прессования, приложенным к слою смешанного песка в емкости для смешивания песка, а затем определяют начальное положение прессования прижимного элемента в момент начала прессования, и выполняют оценку заполнения смешанного песка в форму на основании определяемого времени начала прессования и определяемого начального положения прессования,

при этом время заполнения смешанного песка в форму вычисляют из времени начала прессования и времени завершения прессования, при котором прижимной элемент останавливается из-за предельного давления, приложенного к прижимному элементу, а оценку заполнения смешанного песка в форму выполняют в зависимости от времени заполнения.

2. Способ заполнения по п. 1, в котором при перемещении прижимного элемента к слою смешанного песка в емкости для смешивания песка прижимной элемент перемещается при выпуске воздуха из промежутка между прижимным элементом и верхней поверхностью слоя смешанного песка посредством открытия выпускного клапана, предусмотренного в прижимном элементе, и выпускной клапан закрывают, когда прижимной элемент достигает заданного положения; и

приток воздуха в форму вычисляют из положения прижимного элемента, когда выпускной клапан закрыт, которое является заданным, и начального положения прессования прижимного элемента в момент начала прессования, а оценку заполнения смешанного песка в форму выполняют на основе притока воздуха.

3. Способ заполнения для заполнения смешанного песка в форму из внутренней части емкости для смешивания песка, включающий этапы, на которых:

контролируют усилие прессования, приложенное к слою смешанного песка в емкости для смешивания песка, и контролируют положение перемещения прижимного элемента, когда прижимной элемент начинает перемещаться при прессовании смешанного песка в емкости для смешивания песка в форму путем перемещения прижимного элемента; и

определяют время начала прессования, когда смешанный песок начинает течь в форму посредством усилия прессования, приложенным к слою смешанного песка в емкости для смешивания песка, а затем определяют начальное положение прессования прижимного элемента в момент начала прессования, и выполняют оценку заполнения смешанного песка в форму на основании определяемого времени начала прессования и определяемого начального положения прессования, при этом

при перемещении прижимного элемента к слою смешанного песка в емкости для смешивания песка, прижимной элемент перемещается при выпуске воздуха из промежутка между прижимным элементом и верхней поверхностью слоя смешанного песка посредством открытия выпускного клапана, предусмотренного в прижимном элементе, и выпускной клапан закрывают, когда прижимной элемент достигает заданного положения; и

приток воздуха в форму вычисляют из положения прижимного элемента, когда выпускной клапан закрыт, которое является заданным, и начального положения прессования прижимного элемента в момент начала прессования, а оценку заполнения смешанного песка в форму выполняют на основе притока воздуха.

4. Устройство заполнения, которое заполняет смешанный песок в форму, содержащее:

емкость для смешивания песка, внутри которой хранится смешанный песок;

цилиндровое устройство, которое имеет прижимной элемент, который способен выдвигаться и втягиваться внутри емкости для смешивания песка, и прессовать смешанный песок в емкости для смешивания песка в форму;

датчик определения положения, который определяет положение перемещения прижимного элемента;

датчик определения давления, который определяет усилие прессования, прикладываемое к слою смешанного песка в емкости для смешивания песка; и

участок оценки, выполненный с возможностью определения, согласно результату определения датчика определения давления, времени начала прессования, при котором смешанный песок начинает втекать в форму, а также определения, согласно результату определения датчика определения положения, начального положения прессования прижимного элемента в момент начала прессования, и выполнения оценки заполнения смешанного песка в форму на основании определяемого времени начала прессования и определяемого начального положения прессования, при этом

участок оценки выполнен с возможностью вычисления времени заполнения смешанного песка в форму от времени начала прессования, и времени завершения прессования, при котором прижимной элемент останавливается из-за предельного давления, приложенного к прижимному элементу, и выполнения оценки заполнения смешанного песка в форму на основании времени заполнения.

5. Устройство заполнения по п. 4, дополнительно содержащее:

выпускной клапан, который предусмотрен в прижимном элементе и открывается и закрывается для того чтобы обеспечить/прервать сообщение между пространством внутри емкости для смешивания песка и пространством вне емкости для смешивания песка; и

участок управления, выполненный с возможностью переключения выпускного клапана из открытого состояния в закрытое состояние, когда датчик определения положения определяет, что прижимной элемент достиг заданного положения при перемещении прижимного элемента к слою смешанного песка в емкости для смешивания песка,

при этом участок оценки выполнен с возможностью вычисления притока воздуха в форму от положения прижимного элемента, когда выпускной клапан закрывается, которое предварительно установлено, и начального положения прессования прижимного элемента в момент начала прессования, и выполнения оценки заполнения смешанного песка в форму на основании притока воздуха.

6. Устройство заполнения, которое заполняет смешанный песок в форму, содержащее:

емкость для смешивания песка, внутри которой хранится смешанный песок;

цилиндровое устройство, которое имеет прижимной элемент, который способен выдвигаться и втягиваться внутри емкости для смешивания песка, и прессовать смешанный песок в емкости для смешивания песка в форму;

датчик определения положения, который определяет положение перемещения прижимного элемента;

датчик определения давления, который определяет усилие прессования, прикладываемое к слою смешанного песка в емкости для смешивания песка;

участок оценки, выполненный с возможностью определения, согласно результату определения датчика определения давления, времени начала прессования, при котором смешанный песок начинает втекать в форму, а также определения, согласно результату определения датчика определения положения, начального положения прессования прижимного элемента в момент начала прессования, и выполнения оценки заполнения смешанного песка в форму на основании определяемого времени начала прессования и определяемого начального положения прессования,

выпускной клапан, который предусмотрен в прижимном элементе и открывается и закрывается для того чтобы обеспечить/прервать сообщение между пространством внутри емкости для смешивания песка и пространством вне емкости для смешивания песка; и

участок управления, выполненный с возможностью переключения выпускного клапана из открытого состояния в закрытое состояние, когда датчик определения положения определяет, что прижимной элемент достиг заданного положения при перемещении прижимного элемента к слою смешанного песка в емкости для смешивания песка,

при этом участок оценки выполнен с возможностью вычисления притока воздуха в форму от положения прижимного элемента, когда выпускной клапан закрывается, которое предварительно установлено, и начального положения прессования прижимного элемента в момент начала прессования, и выполнения оценки заполнения смешанного песка в форму на основании притока воздуха.

Images