具体实施方式

以下，参照附图对本公开的实施方式进行说明。此外，在以下的说明中，对于相同或者相当要素标注相同符号，并省略重复说明。附图的尺寸比率并不一定与说明的情形相一致。“上”、“下”、“左”、“右”的用语是基于图示的状态的用语，是为了便于说明的用语。图中示出的X方向以及Y方向表示水平方向，Z方向表示铅垂方向。

[铸造系统的一个例子]

图1是示意性地表示实施方式的激光刻印装置所具备的铸造系统的一个例子的结构图。图1所示的铸造系统1为用于制造铸件的系统。铸造系统1具备造型机2、输送线3、激光刻印装置4、浇注机5以及线控制部6。

造型机2为制造铸型M的装置。铸型M的一个例子为由湿型砂形成的砂型。湿型砂包含硅砂、膨润土以及规定的添加剂。造型机2以加入了水分的湿型砂为材料形成铸型M。造型机2使用型箱F形成铸型M。造型机2可通信地与线控制部6连接。造型机2在从线控制部6接收到造型开始信号的情况下，在造型区域开始铸型M的制造。造型机2向配置有模型的型箱F内投入砂(湿型砂)，并对型箱F内的砂进行加压使其凝固。造型机2通过将凝固的砂从模型中取出而形成铸型M。造型机2将造型结束信号发送至线控制部6。造型结束信号是表示造型机2以正常动作能够造型铸型M的信号。

输送线3是输送铸型的设备。输送线3从造型机2接受铸型M，并朝向浇注机5输送铸型M。输送线3例如具有滚筒输送机、轨道、在载置有铸型M以及型箱F的轨道上行驶的台车、配置于造型机2侧的推进装置、以及配置于浇注机5侧的缓冲装置等。滚筒输送机或者轨道从造型机2朝向浇注机5以直线状延伸。滚筒输送机或者轨道并不限定于以直线状延伸的情况，例如也可以以台阶状延伸。滚筒输送机或者轨道也可以在造型机2与浇注机5之间以一笔画状延伸。输送线3将在滚筒输送机或者轨道上以等间隔排列的多个铸型M以及型箱F从造型机2朝向浇注机5依次进行输送。输送线3被间歇驱动，将铸型M以及型箱F每次按照规定的箱数量进行输送。规定的箱数量可以为1个箱，也可以为多个箱。输送线3可通信地与线控制部6连接。输送线3在从线控制部6接收到箱输送信号时，将多个铸型M以及型箱F按照规定的箱数量进行输送。输送线3在结束规定的箱数量的输送时，向线控制部6发送箱输送结束信号。输送线3也可以在结束了被输送的铸型M以及型箱F的定位时，向线控制部6发送箱输送结束信号。

激光刻印装置4设置于输送线3，通过激光对输送线3上的铸型M进行刻印。激光刻印装置4能够可通信地与线控制部6连接。激光刻印装置4、输送线3以及线控制部6在配合动作的情况下构成激光刻印系统。在后面叙述激光刻印装置4的详细情况。

浇注机5是将熔融金属流入铸型M的装置。浇注机5可通信地与线控制部6连接。浇注机5在从线控制部6接收到箱输送结束信号的情况下，以位于浇注区域的铸型M为浇注对象，将熔融金属流入该铸型M。浇注机5从线控制部6接收铸型信息，并按照基于铸型信息的条件进行浇注。浇注后的铸型M被输送线3向进行后工序的区域输送。

也可以在造型机2与浇注机5之间设置有型芯放置处W。在型芯放置处W，工作人员停留并将型芯放置于铸型M。或者，也可以装置将型芯自动放置于铸型M。

线控制部6是统一控制铸造系统1的控制器。线控制部6例如构成为PLC(可编程逻辑控制器：Programmable Logic Controller)。线控制部6也可以构成为包括CPU(中央处理器：Central Processing Unit)等处理器；RAM(随机存取存储器：Random Access Memory)以及ROM(只读存储器：Read Only Memory)等存储器；触摸面板、鼠标、键盘、显示器等输入输出装置；网卡等通信装置的计算机系统。线控制部6在基于存储于存储器的计算机程序的处理器的控制下使各硬件动作，由此实现线控制部6的功能。

[激光刻印装置的详细情况]

图2是表示一个实施方式的激光刻印装置的结构的一个例子的剖视图。如图2所示，激光刻印装置4具备头部10、喷吹部20以及控制部30。

头部10向铸型M的表面照射激光L，在铸型上刻印标识符。标识符为赋予在对象物的文字、数字或者符号等，刻印是指将文字、数字或者符号等赋予在铸型的动作。铸型M的表面为在铸型M的外侧显露的面，不仅包括最上表面，还包括划定产品形状的面(转印产品形状的面)。以下，以向铸型M的表面的刻印预定位置P进行刻印的情况为一个例子进行说明。

头部10是使激光L集束于刻印预定位置P的部件。头部10与产生激光的光源(未图示)连接。作为一个例子，头部10具有电流镜(未图示)以及集束透镜(未图示)，调整激光L的照射位置以及焦距。头部10使激光L的焦距集束于铸型M的表面的刻印预定位置P而刻印标识符。刻印预定位置P被设定于铸型M的预先决定的范围。头部10收纳于在外壳11的内部划分出的作业空间S。头部10被支承在配置于作业空间S的框架部件12。

外壳11具有与作业空间S连通的搬入口22以及搬出口23。外壳11以经由搬入口22以及搬出口23相对于作业空间S搬入或搬出铸型M的方式设置于输送线3。例如，在输送线3为直线的情况下，搬入口22和搬出口23以对置的方式形成于外壳11。外壳11以搬入口22以及搬出口23的对置方向与输送线3的延伸方向一致的方式设置于输送线3。

喷吹部20向铸型M的表面喷吹气体G。喷吹部20为吹出气体G的机器，例如为送风机、压缩机、鼓风机等。在喷吹部20为压缩机或者鼓风机的情况下，喷吹部20具有朝向铸型M的表面喷吹气体G的吹出喷嘴21(喷嘴的一个例子)。作为一个例子，吹出喷嘴21设置于头部10。吹出喷嘴21也可以被支承于框架部件12。在喷吹部20为送风机的情况下，喷吹部20也可以被支承于头部10或者框架部件12。

控制部30控制头部10。控制是指决定位置以及动作。作为一个例子，控制部30构成为PLC。控制部30也可以构成为上述计算机系统。控制部30可以配置于外壳11的外侧，也可以配置于外壳11的内侧。

控制部30主要控制激光L的输出、照射位置以及焦距等。控制部30控制激光源、电流镜以及集束透镜而控制激光L的输出、照射位置以及焦距。头部10基于控制部30的控制向刻印预定位置P刻印标识符。铸型M所包含的水分等通过激光L的照射而蒸发。

控制部30也可以控制喷吹部20的动作。在该情况下，控制部30向喷吹部20输出表示开始信号、结束信号、目标压力的信号等。喷吹部20基于从控制部30接受到的信号进行动作。控制部30在喷吹部20喷吹气体G的过程中使标识符刻印于头部10。控制部30在使喷吹部20开始喷吹动作之后，或者与喷吹动作的开始同时使头部10动作，使头部10相对于铸型M刻印标识符。

[激光刻印装置的其他结构例]

图3是表示具备集尘器的激光刻印装置的一个例子的剖视图。如图3所示，激光刻印装置4A还具备与作业空间S连接的集尘器42。集尘器42设置于划分出作业空间S的外壳11。集尘器42吸引作业空间S的内部气体，获取通过刻印而从铸型M产生的蒸汽或者残渣，捕集粉尘等，净化作业空间S的内部气体。激光刻印装置4A的其他结构与图2所记载的激光刻印装置4相同。

图4是表示具备定位部的激光刻印装置的一个例子的俯视图。如图4所示，激光刻印装置4B还具备将铸型M固定于预先决定的作业位置的定位部50。

定位部50将铸型M机械固定于预先决定的作业位置。作为一个例子，定位部50具有销51。销51为沿与铸型M的行进方向正交的方向进退的楔部件。销51具有朝向前端变细的形状。在型箱F设置有与销51卡合的孔52。孔52的直径略大于销51的直径。孔52具有朝向底部而直径缓缓变小的内表面。在铸型M搬入至预先决定的作业位置的情况下，销51被插入至孔52。定位部50从线控制部6接收搬入结束信号，将销51向孔52插入。定位部50也可以根据来自线控制部6的指示或者来自接收到搬入结束信号的控制部30的指示，将销51向孔52插入。搬入结束信号为表示铸型M的搬入结束的信号。销51与孔52的内表面卡合，由此输送线3上的铸型M被准确地固定于预先决定的作业位置。激光刻印装置4B的其他结构与图2所记载的激光刻印装置4相同。

图5是表示具备机械手的激光刻印装置的一个例子的剖视图。如图5所示，激光刻印装置4C还具备改变头部10的纵向位置(X方向)、横向位置(Y方向)以及高度位置(Z方向)的机械手60。机械手60为使头部10朝向X方向、Y方向以及Z方向移动的三轴的正交机械手。

机械手60例如设置于框架部件12。机械手60具有X轴驱动部61、Y轴驱动部62以及Z轴驱动部63。X轴驱动部61使头部10沿X轴方向移动。Y轴驱动部62使头部10沿Y轴方向移动。X轴驱动部61以及Y轴驱动部62使头部10在与铸型M的表面平行的水平面内移动。X轴驱动部61以及Y轴驱动部62能够根据刻印预定位置P的位置改变头部10的水平位置。Z轴驱动部63使头部10沿Z轴方向移动。Z轴驱动部63使头部10相对于铸型M的表面沿铅垂方向移动。Z轴驱动部63能够根据刻印预定位置P的位置改变头部10的高度位置。机械手60与控制部30连接。机械手60从控制部30接受动作指令，并基于动作指令调整头部10的位置。

机械手60也可以具备改变头部10的倾斜、以从刻印预定位置P沿铅垂方向延伸的轴为中心的圆周方向等的附加轴。在该情况下，机械手60能够以从头部10照射的激光L与铸型M的表面构成为铅垂的方式调整头部10的倾斜。激光刻印装置4C的其他结构与图2记载的激光刻印装置4相同。吹出喷嘴21与头部10一体移动。一体移动是指不使吹出喷嘴21与头部10的相对位置变化而朝相同方向移动。在吹出喷嘴21被支承于框架部件12的情况下，吹出喷嘴21也可以通过与机械手60不同的驱动机构移动。

图6表示具备测定部的激光刻印装置的一个例子的剖视图。如图6所示，激光刻印装置4D还具备测定头部10与铸型M的表面之间的距离的测定部70，控制部30基于通过测定部70测定出的距离调整激光L的焦距。

测定部70测定头部10与铸型M的表面之间的距离。测定部70例如为激光测距仪。测定部70设置于框架部件12。测定部70向铸型M的表面照射测定光D。测定部70根据测定光D与从铸型M的表面反射的反射光之间的相位差或者时间差，测定铸型M的表面的高度位置。测定部70也可以基于三角测量法测定铸型M的表面的高度位置。头部10与铸型M的表面之间的距离能够基于头部10的高度位置与铸型M的表面的高度位置的差值进行计算。如图6所示，在头部10固定于框架部件12的情况下，头部10的高度位置被预先测量并存储。测定部70计算预先存储的头部10的高度位置、与测定出的铸型M的表面的高度位置的差值，计算头部10与铸型M的表面之间的距离。

铸型M的表面的高度位置由于造型时的造型机2的动作条件、湿型砂的性状或者轨道或辊子的磨损等而产生差别。因此，在头部10与铸型M的表面之间的距离也产生差别。控制部30基于头部10与铸型M的表面之间的距离调整激光L的焦距。控制部30以激光L的焦点位于铸型M的表面的方式控制电流镜以及集束透镜。

在通过图5所示的机械手60调整头部10的高度位置的情况下，控制部30也可以以激光L的焦点位于铸型M的表面的方式调整头部10的高度位置。测定部70从控制部30取得头部10的高度位置。头部10的高度位置为通过Z轴驱动部63使头部10移动后的位置。测定部70计算取得的头部10的高度位置、与测定出的铸型M的表面的高度位置的差值，计算头部10与铸型M的表面之间的距离。在该情况下，控制部30基于头部10与铸型M的表面之间的距离，调整头部10的高度位置以及激光L的焦距的至少一方。

头部10与铸型M的表面之间的距离也可以基于作为基准的铸型M的表面的高度位置与其他铸型M的表面的高度位置的差值进行计算。在该情况下，预先测量头部10与作为基准的铸型M的表面之间的距离，调整激光L的焦距。测定部70计算预先存储的作为基准的铸型M的表面的高度位置与测定出的其他铸型M的表面的高度位置的差值，基于该差值以头部10与铸型M的表面之间的距离成为适当距离的方式调整头部10的高度位置或者调整激光L的焦距。

测定部70也可以设置于头部10。在该情况下，测定部70能够直接测定头部10与铸型M的表面之间的距离。测定部70并不限定于激光测距仪，也可以为超声波测距仪。测定部70也可以使用探测器测定距离。测定部70也可以通过图像识别测定距离。可以设置多个测定部70。激光刻印装置4D的其他结构与图2所记载的激光刻印装置4相同。

图7是表示具备散布部的激光刻印装置的一个例子的剖视图。如图7所示，激光刻印装置4E还具备当头部10在铸型M上刻印了标识符之后，向铸型M的表面散布液体R的散布部80。

散布部80向铸型M的表面散布液体R。散布部80为吹出液体R的机器，例如具备泵(未图示)、阀(未图示)以及液体R的罐(未图示)等。散布部80具有朝向铸型M的表面散布液体R的散布喷嘴81。作为一个例子，散布喷嘴81设置于头部10。散布喷嘴81也可以被支承于框架部件12。散布部80例如通过驱动泵，打开阀，而从散布喷嘴81向铸型M散布液体R。散布部80通过关闭阀而停止液体R的散布。

作为一个例子，液体R为水或者添加剂等。添加剂例如为表面稳定剂或者涂模剂。表面稳定剂包含糖醇等。表面稳定剂改善湿型砂的保水力等。作为一个例子，涂模剂包含硅。涂模剂在铸型M的表面形成薄膜，预防铸型M的粘砂。由于照射激光L而蒸发的水分通过散布部80散布液体来补偿。

图8是表示具备散布部的激光刻印装置4E的一个其他例子的剖视图。如图8所示，散布喷嘴81也可以设置于框架部件12。在图8的例子中，输送线3向附图的右方向输送铸型M。散布喷嘴81设置于头部10的下游侧，对于被头部10照射了激光L的铸型M散布液体R。激光刻印装置4E的其他结构与图2所记载的激光刻印装置4相同。

[激光刻印系统的动作]

图9是表示激光刻印系统的动作的一个例子的流程图。激光刻印系统具备输送线3、线控制部6以及激光刻印装置。以下，以激光刻印装置具备上述激光刻印装置4、4A～4E的全部功能的情况为一个例子进行说明。

图9所示的流程图例如基于操作人员的开始指示而开始。在系统起动时，操作人员或者控制部30使集尘器42的动作开始(步骤S10)。集尘器42开始作业空间S的集尘。

接下来，线控制部6使输送线3动作而将铸型M向激光刻印装置的作业空间S搬入(步骤S20)。作为一个例子，线控制部6在铸型M被输送至规定的位置时，向控制部30发送搬入结束信号。线控制部6可以通过传感器等检测铸型M被输送至规定的位置的情况，也可以基于被输送的规定的箱数量判定被输送至规定的位置的情况。

接下来，定位部50将被输送至作业空间S的铸型M固定于预先决定的作业位置(步骤S22)。控制部30也可以在接收到搬入结束信号之后，使定位部50进行动作。定位部50使销51卡合于型箱F的孔52。销51与孔52的内表面卡合，由此铸型M被准确地固定于预先决定的作业位置。

接下来，测定部70测定头部10与铸型M的表面之间的距离(步骤S24)。测定部70根据测定光D与从铸型M的表面反射的反射光之间的相位差或时间差，或者通过三角测量等，测定铸型M的表面的高度位置。头部10与铸型M的表面之间的距离能够根据头部10的高度位置与铸型M的表面的高度位置的差值进行计算。测定部70也可以根据铸型M的定位结束的情况进行动作。控制部30基于测定部70测定出的距离调整激光L的焦距。

接下来，机械手60改变头部10的位置(步骤S26)。机械手60根据刻印预定位置P的位置，改变头部10的纵向位置、横向位置以及高度位置。例如，机械手60以将铸型M的表面的刻印预定位置P限制于基于头部10的电流镜的驱动的激光照射范围的方式，改变头部10的纵向位置以及横向位置。之后，机械手60基于测定部70的结果以激光L的焦点位于铸型M的表面的方式调整头部10的高度位置。

接下来，喷吹部20向铸型M的表面喷吹气体G(步骤S28)。喷吹部20开始气体G的喷吹，并持续气体G的喷吹。

接下来，控制部30在喷吹部20的喷吹过程中，使头部10刻印标识符(步骤S30)。头部10使电流镜进行驱动，在铸型M的表面刻印标识符。此时，铸型M所含的水分等由于激光L的照射而变化为蒸汽。由于激光L的照射而从铸型M产生的蒸汽或者残渣通过喷吹部20向铸型M的表面喷吹气体而从铸型M的表面被除去。激光L不被从铸型M产生的蒸汽或者残渣遮挡地，维持所设定的激光的输出而向铸型M的表面照射激光L。产生的蒸汽或者残渣由集尘器42集尘。

接下来，头部10停止向铸型M照射激光L，停止标识符的刻印(步骤S32)。接下来，喷吹部20停止气体G的喷吹(步骤S34)。喷吹部20例如根据标识符的刻印的停止而停止气体G的喷吹。机械手60先使头部10的高度位置返回，然后使纵向位置以及横向位置向移动前的位置返回(步骤S36)。机械手60也可以使头部10的位置向预先决定的原点返回。

接下来，定位部50解除铸型M的固定(步骤S38)。型箱F的孔52与销51之间的卡合被解除，从而能够输送铸型M。最后，线控制部6使输送线3进行动作而将铸型M从激光刻印装置搬出(步骤S40)。以上，图9所示的流程图结束。

在刻印系统连续进行刻印作业的情况下，新铸型M根据铸型M的搬出而被搬入(步骤S20)。以后，反复执行从步骤S20至步骤S40的工序。在刻印系统停止的情况下，集尘器42根据系统的停止而停止动作。

[实施方式的汇总]

根据激光刻印装置4、4A～4E以及激光刻印方法，气体G被喷吹于铸型M的表面。在气体G的喷吹过程中，激光L被照射于铸型M的表面。由于激光L的照射而从铸型M产生的蒸汽或者残渣通过喷吹部20向铸型M的表面喷吹气体G而从铸型M的表面被除去。由此，激光L不被从铸型M产生的蒸汽或者残渣遮挡地，维持所设定的激光L的输出而向铸型M的表面照射激光L。激光刻印装置4以及激光刻印方法能够抑制由于激光L的照射而从铸型M产生的蒸汽或者残渣给予刻印作业的影响。

根据激光刻印装置4A，通过喷吹部20从铸型M的表面除去的蒸汽或者残渣由集尘器42集尘。由此，激光L不被产生的蒸汽或者残渣遮挡地，维持所设定的激光L的输出而向铸型M的表面照射激光L。激光刻印装置4A与不具备集尘器42的激光刻印装置相比，能够进一步抑制由于激光L的照射而从铸型M产生的蒸汽或者残渣给予刻印作业的影响。

根据激光刻印装置4B，被输送的铸型M通过定位部50固定于预先决定的作业位置之后被刻印。激光刻印装置4B与不具备定位部50的激光刻印装置相比，能够抑制由于铸型M的位置偏移而产生的标识符的位置偏移或者刻印不良的产生。

根据激光刻印装置4C，能够通过机械手60改变头部10的纵向位置、横向位置以及高度位置。根据激光刻印装置4D，控制部30基于由测定部70测定出的距离以头部10与铸型M的表面之间的距离成为设定值的方式进行调整。激光刻印装置4D与不具备测定部70的激光刻印装置相比，即便是在铸型M的表面的高度位置产生差别的情况下也能够将标识符鲜明地刻印于铸型M。

根据激光刻印装置4E，由于刻印而蒸发的水分通过散布部80散布液体来补偿。激光刻印装置4E能够减小刻印作业给予铸型M的品质的影响。

[变形例]

以上，对各种例示的实施方式进行了说明，但并不限定于上述例示的实施方式，也可以进行各种省略、替换以及改变。

例如，具备集尘器的激光刻印装置并不限定于图3所示的例子。图10是表示具备集尘器的激光刻印装置的其他例子的剖视图。图10所示的激光刻印装置4A与图3所示的激光刻印装置4A相比，具备辅助装置43这点以及集尘器42配置为与辅助装置43对置这点不同，其他方面相同。集尘器42以及辅助装置43设置于划分出作业空间S的外壳11。辅助装置43朝向集尘器42产生气流。辅助装置43与集尘器42之间产生的气流将由于刻印而从铸型M产生的蒸汽或者残渣向集尘器42输送，因此集尘器42的集尘效果提高。

激光刻印装置4并不限定于向通过砂形成的铸型进行刻印的方式。激光刻印装置4还能够向自硬性铸型、热固性铸型或者气体固化性铸型进行刻印。激光刻印装置4不仅能够向铸型进行刻印，也能够向型芯进行刻印。本公开所说明的铸型包含上述铸型、自硬性铸型、热固性铸型、气体固化性铸型以及型芯。

在本公开的实施方式中，作为造型机2，示出了使用了将上下铸型交替地造型于上下型箱的带箱铸型造型机的例子，但本公开并不限定于此。除此之外，例如也可以应用于在同时造型上下铸型之后，使该上下铸型合模，然后将该上下铸型从上下型箱取出，以仅为上下铸型的状态从造型机2搬出的方式的无箱铸型造型机。

定位部50也可以具备不同于与设置于型箱F的侧方的孔52卡合的销51的卡合机构。定位部50也可以具备与立起设置于型箱F的上表面的销(或者衬套)卡合的衬套(或者销)。在该情况下，定位部50使衬套(或者销)从型箱F的上方朝向下方进行动作即可。

机械手60并不限定于正交机械手。机械手60例如也可以为多关节机械手、并联连杆机械手以及SCARA机械手。

对于被输送的铸型M散布液体R的散布装置也可以设置于输送线3上。散布装置例如设置于激光刻印装置4与浇注机5之间。

从图9所示的激光刻印装置的动作的一个例子的说明中可以明确出以下内容：本公开的激光刻印装置能够具备激光刻印装置4、4A～4E的全部功能。另外，本公开的激光刻印装置能够具备从激光刻印装置4、4A～4E任意选择出的功能。

符号说明：

3…输送线；4…激光刻印装置；10…头部；11…外壳；20…喷吹部；30…控制部；42…集尘器；50…定位部；60…机械手；70…测定部；80…散布部；G…气体；L…激光；M…铸型；R…液体；S…作业空间。