JPH0675764B2

JPH0675764B2 - 自動注湯装置

Info

Publication number: JPH0675764B2
Application number: JP6664090A
Authority: JP
Inventors: 意仁蒲池; 勝美清水
Original assignee: Honda Foundry Co Ltd
Current assignee: Honda Foundry Co Ltd
Priority date: 1990-03-16
Filing date: 1990-03-16
Publication date: 1994-09-28
Anticipated expiration: 2009-09-28
Also published as: JPH03268861A

Description

【発明の詳細な説明】（１）産業上の利用分野本発明は、少なくとも１つの鋳型が配置される第１注湯
位置と、少なくとも１つの鋳型が配置される第２注湯位
置とを結んで、ロボットのアームの移動経路が設定さ
れ、第１および第２注湯位置間で前記移動経路の中間部
には溶湯保持炉が配置され、溶湯保持炉と第１および第
２注湯位置との各間の往復移動が可能なロボットのアー
ムには、前記溶湯保持炉からの汲湯および前記各鋳型へ
の注湯を行なうための取鍋が傾動可能に支持される自動
注湯装置に関する。

（２）従来の技術従来、かかる自動注湯装置では、取鍋を左、右いずれか
一方のみに傾動して鋳型への注湯を行なうのを一般とし
ている。

（３）発明が解決しようとする課題ところで、少なくとも一対の鋳型に溶湯保持炉から汲上
げた溶湯を注湯する場合に、溶湯保持炉の両側に鋳型を
それぞれ配置するのが効率的であるが、上記従来のよう
に取鍋を左、右いずれか一方のみに傾動させるようにす
ると、いずれか一方の鋳型では、ロボットのアームが鋳
型を通過した後に取鍋を傾動させねばならなず、その分
だけ前記アームの移動量が多くなり、注湯作動が効率的
とは言えず、また移動量が多くなった分だけ他の装置の
設置スペースに影響を与えることになる。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、ロ
ボットのアームの移動経路に沿って溶湯保持炉の両側に
配置される鋳型への注湯を効率的に行ない得るようにし
た自動注湯装置を提供することを目的とする。

B.発明の構成（１）課題を解決するための手段上記目的を達成するために、本発明によれば、取鍋は、
移動経路に沿うアームの移動方向前後いずれの側への傾
動によっても注湯を可能とすべく相対向位置に一対の注
湯口を備え、ロボットは、各注湯位置では取鍋が溶湯保
持炉から遠い側の注湯口から各鋳型の湯口に注湯するよ
うにアームをその軸線が鋳型の湯口の手前となる位置で
停止させるように構成される。

（２）作用上記構成によれば、１台のロボットのアームを移動経路
に沿って移動させることにより、第１および第２注湯位
置にそれぞれ配置されている鋳型への注湯が可能であ
り、しかも溶湯保持炉から第１注湯位置側へのアームの
移動時ならびに溶湯保持炉から第２注湯位置側への移動
時に、アームは鋳型の湯口に達する前に停止すればよい
ので第１および第２注湯位置と溶湯保持炉との間の前記
アームの移動距離を短くしてロボットの作業効率を向上
することができる。

（３）実施例以下、図面により本発明の一実施例について説明する。

先ず第１図において、第１注湯位置P₁と、第２注湯位置
P₂とを結んで、ロボット１のアーム７の移動経路が円弧
状に設定されており、第１注湯位置P₁には少なくとも１
つたとえば一対の鋳型4₁，4₂が配置され、第１注湯位置
P₂には、少なくとも１つたとえば一対の鋳型4₃，4₄が配
置され、前記移動経路の中間部には、アルミニウム合金
等の溶湯を保持する溶湯保持炉３が配置される。

ロボット１のアーム７には、移動経路に沿うアーム７の
移動方向に沿う前後いずれの側にも傾動することを可能
として取鍋２が支持されており、該ロボット１は、溶湯
保持炉３から取鍋２により溶湯を汲上げるとともに、鋳
型4₁，4₂；4₃，4₄に前記取鍋２から溶湯を注湯すべく、
溶湯保持炉３および第１注湯位置P₁間、ならびに溶湯保
持炉３および第２注湯位置P₂間を往復作動する。

ロボット１は、鉛直軸線まわりの回動および昇降作動を
可能として固定の基台５上に配設されたロボット本体６
と、該ロボット本体６に前記鉛直軸線と直交する水平方
向に移動可能にして支承されるアーム７とを備える。

第２図および第３図を併せて参照して、アーム７の先端
には下方に延びる支持腕８が固定されており、この支持
腕８の下端部に前記アーム７の長手方向と平行な軸線ま
わりの傾動作動を可能として取鍋２が支持される。すな
わち支持腕８の下端部には、前記アーム７の軸線と同
軸、あるいはこの実施例のように前記軸線を含む鉛直面
内で該軸線と平行な軸線を有する回動軸９が軸線まわり
に回動自在に支承されており、ロボット本体６とは反対
側で回動軸９の端部に固着された金属製ブラケツト10に
セラミックスから成る取鍋２が取付けられる。

第４図ないし第６図において、取鍋２は、熱伝導率の低
いセラミックスたとえばチタン酸アルミニウムの型成形
により形成されるものであり、前記アーム７に傾動可能
に支持した状態での傾動軸Ｃ（回動軸９の軸線）を含む
平面L-Lに関して左、右対称に形成される。すなわち取
鍋２は、その側壁により規定される有底の凹所11が横断
面形状をほぼ菱形とするとともに底に向かう程狭小とな
るようにして型成形され、前記平面L-Lに関して左、右
対称であることから前記凹所11の開口端の左、右両端部
はそれぞれ注湯口11a,11bとなり得るように先狭まりに
形成される。これにより取鍋２は、傾動軸線Ｃまわりに
左、右いずれの側への傾動、すなわち移動経路に沿うア
ーム７の移動方向前後いずれの側への傾動によっても注
湯を可能とすべく相対向位置に一対の注湯口11a,11bを
備えることになる。しかも取鍋２の外面おび内面は、局
部的な放熱を抑制するとともに凹所11内に保持される溶
湯の流れを掻き乱すことを防止するために、複数の平面
の連結部なだらかに彎曲するように形成される。特に、
取鍋２の前記注湯口11a,11bに対応する部分2a,2bは、注
湯作業を途中で打ち切った際の湯切れを良くするため
に、曲率半径を側壁の肉厚よりも小さくして彎曲成形さ
れる。

この取鍋２の左、右方向中央部で一方の側壁には、ブラ
ケツト10に取付けるための取付部12が突設される。すな
わち該取付部12は、前記平面L-L内で、凹所11の開口端
面に面一に連なる第１平坦面12aと、第１平坦面12aに直
角に連なる第２平坦面12bと、第２平坦面12bに直角に連
なる第３平坦面12cとを外面に形成するようにして取鍋
２の側壁から突設される。しかも該取付部12を補強すべ
く、ブラケツト10に取付けたときに該取付部12に作用す
る荷重に対して有効に補強作用を果たす方向すなわち第
５図の上下方向に延びるリブ13が、第３平坦面12cに連
なるようにして取鍋２の側壁から突設される。

一方、前記取鍋２を取付けるべきブラケツト10は、回動
軸９の軸線に直交する方向に長い平板状であって一端が
前記回動軸９の端部に固着される支持板部10aと、該支
持板部10aの中間部に直角に固設される第１フランジ部1
0bと、前記支持板部10aの他端を直角に屈曲して第１フ
ランジ部10bと平行に形成される第２フランジ部10cとを
備える。而して、このブラケツト10は、支持板部10aを
前記取付部12の第２平坦面12bに、第１フランジ部10bを
第１平坦面12aに、また第２フランジ部10cを第３平坦面
12cにそれぞれ対向させ得るように形成されるものであ
り、そのように対向させた状態で、たとえばセラミック
ペーパー等から成る緩衝材16を相互間に介在させながら
ブラケツト10に取付部12すなわち取鍋２が取付けられ
る。

取鍋２は、ブラケツト10に係合、固着される複数のねじ
部材15が耐熱接着剤たとえば炉材を介して取鍋２にね込
まれることによりブラケツト10に取付けられる。すなわ
ちブラケツト10の取付部12には、その第１平坦面12aに
開口するたとえば単一の取付穴14と、第２平坦面12bに
開口する複数たとえば４つの取付穴14とが穿設されてお
り、それらの取付穴14内に耐熱接着剤を充填した状態
で、ブラケツト10の支持板部10aおよび第１フランジ部1
0bに挿通されたタッピングねじ等のねじ部材15がそれら
の頭部を支持板部10aおよび第１フランジ部10bの外面に
係止するまで各取付穴14にねじ込まれ、各ねじ部材15の
頭部はブラケツト10に溶接、固着される。

しかも緩衝材16は、前記各ねじ部材15の軸方向に沿って
取鍋２およびブラケツト10間に介装されるものであり、
ブラケツト10の第１フランジ部10bおよび取付部12の第
１平坦面12a間、ならびにブラケツト10の支持板部10aお
よび取付部12の第２平坦面12b間にそれぞれ介在せしめ
られる。

支持腕８の下端において取鍋２の取付け位置とは直交す
る両側面には、取鍋２の幅よりも大きな幅を有するスキ
ム板18が固着される。このスキム板18は、溶湯保持炉３
内の溶湯表面に浮かんだ滓を除去すべく溶湯内に没入、
浸漬されるものであり、支持腕８の下端よりも下方に突
出するようにして支持腕８に固着される。

また支持腕８には、溶湯保持炉３内の溶湯表面を検知す
るための湯面センサ19が先端を下方に向けて取付けられ
る。而して該湯面センサ19は、溶湯保持炉３の上方で支
持腕８が降下したときに前記スキム板18が溶湯中に没入
した後、支持腕８が湯面に接触する前に先端を湯面に接
触させるようにして支持腕８に取付けられるものであ
る。しかも湯面センサ19の先端は、湯面に接触した際に
付着した溶湯を滴下させ易くするために先端に向けて小
径となる円錐台状に形成される。

再び第１図において、ロボット１のアーム７は、ロボッ
ト本体６の鉛直回動軸線を中心とする仮想円弧上に沿っ
て矢印で示すように移動可能であり、その移動経路の両
端に位置する第１および第２注湯位置P₁，P₂には、鋳造
機20,21が配置され、一方の鋳造機20には一対の鋳型
4₁，4₂が並列して配設され、他方の鋳造機21には一対の
鋳型4₃，4₄が並列して配設される。これらの鋳型4₁，
4₂；4₃，4₄はたとえばエンジンのピストンを成形するた
めのものである。

また前記アーム７の移動経路に沿って、溶湯保持炉３
と、鋳造機21との間には、両鋳造機20,21との間の前記
移動経路に沿う距離を等距離とした原位置が設定されて
おり、この原位置には取鍋付着滓除去装置22が配設され
る。

第７図において、前記取鍋付着滓除去装置22は、取鍋２
を挿入し得る開口面積を有して上部が開口した箱形ケー
シング23と、該ケーシング23の上部開口端に櫛状に固着
される多数枚の可撓性除去板24とを備える。而して、各
可撓性除去板24は、シリコンゴム等の耐熱ゴムにより形
成されるものであり、取鍋２をケーシング23内に挿入す
るとき、ならびにケーシング23から抜き出すときに該取
鍋２の注湯口11a,11b付近に先端を接触させるべく、ケ
ーシング23の上端開口部両側に櫛状に並んでそれぞれ固
着される。

ロボット１に関して、上記取鍋付着滓除去装置22と反対
側には、両側の鋳造機20,21との間を等距離として押湯
切断機25が配設されており、各鋳造機20,21で鋳造され
た鋳造品は、その押湯部分を切断すべく該切断機25にそ
れぞれもたらされる。

ところで、取鍋２は、水平軸線まわりの傾動作動、昇降
作動、前記水平軸線に沿う往復移動を可能としながら、
前記取鍋付着滓除去装置22が配置されている原位置と、
両鋳造機20,21との間の移動経路に沿って移動するもの
であり、それらの作動を行なうロボット１は図示しない
制御装置により制御される。而して鋳造機20の鋳型4₁，
4₂ならびに鋳造機21の鋳型4₃，4₄は、それらの鋳型4₁〜
4₄にそれぞれ設けられた湯口30…を、それらの湯口30…
に注湯する位置に在る取鍋２の傾動軸線Ｃよりも移動経
路に沿って溶湯保持炉３から離隔する側にずらせて、第
１および第２注湯位置P₁，P₂にそれぞれ配置される。而
して取鍋２は傾動軸線Ｃのまわりに移動経路に沿う前後
いずれの側に傾動可能であって、いずれの側への傾動時
にも注湯口11a,11bの一方から注湯可能である。それに
応じてロボット１は、第１および第２注湯位置P₁，P₂で
は、取鍋２が備える注湯口11a,11bのうち溶湯保持炉３
から遠い側の注湯口を用いて各注湯位置P₁，P₂に在る鋳
型4₁，4₂；4₃，4₄の湯口30…に注湯するように、アーム
７を、その軸線が各鋳型4₁，4₂；4₃，4₄の湯口30…より
も第１図の鎖線で示すように手前すなわち溶湯保持炉３
側となる位置で停止するように構成されるものである。

次にこの実施例の作用について説明すると、注湯作業の
開始前に取鍋２は原位置にあり、注湯作業開始にあたっ
て先ずロボット１は取鍋２を溶湯保持炉３の直上位置に
もたらす。この際、取鍋２は内面に滓が残らないよう
に、その凹所11の開口端を下方に向けるようにした位置
に回動している。

第８図および第９図を参照しながら溶湯保持炉３におけ
る汲湯作動について説明すると、溶湯保持炉３の上方位
置において、湯面の上方で開口端を下向きとした反転状
態の汲湯準備姿勢にある取鍋２を支持する支持腕８は、
第８図（ａ）で示すように、スキム板18を溶湯内に没
入、浸漬させながら湯面センサ19で湯面を検知するまで
降下する。次いで、第８図（ｂ）で示すように、前記支
持腕８は湯面センサ19を湯面から離反させるべく一定距
離だけわずかに上昇する。この際、スキム板18の大部分
は溶湯内に没入、浸漬したままであり、第８図（ｃ）の
矢印で示すように、ロボット１がそのアーム７を収縮さ
せるように作動するのに応じてスキム板18は湯面に浮い
ている滓を押し退けるべく第８図（ｃ）の矢印で示す滓
掻き作動方向に作動する。而してスキム板18は、前記滓
掻き作動方向に沿う取鍋２の前方側で支持腕８に取付け
られているので、上記滓掻き作動後にアーム７を停止
し、第８図（ｄ）で示すように取鍋２を180度回動して
汲湯姿勢とすることにより、湯面を清浄とした部分で溶
湯が取鍋２内に汲まれることになり、その姿勢を保ちな
がら取鍋２を上昇させることにより溶湯保持炉３からの
汲湯作動が終了する。

このようにしてアーム７の一定距離の水平移動後に取鍋
２を回動することにより清浄な溶湯を汲み上げることが
でき、ロボット１の作業効率向上することができる。

上記溶湯保持炉３から溶湯汲上げ時に、湯面センサ19は
湯面を接触検知したときに直ちに上昇せしめられるの
で、溶湯中への浸漬時間を最小に抑え、耐久性を向上す
ることができる。しかも湯面センサ19の上昇距離は一定
であるので、溶湯を汲み上げるべく汲湯準備姿勢で待機
している取鍋２の回動軸線から湯面までの距離を常に一
定とし、取鍋２による溶湯汲上げ量を常にほぼ一定する
ことができる。

ところで、取鍋２を第８図（ｃ）で示した上方の反転姿
勢から180度回動するにあたっては、取鍋２の左、右両
側にある注湯口11a,11bのいずれか一方から取鍋２内に
溶湯が汲まれ、いずれか他方は溶湯内に入ることはな
い。しかも汲湯作動終了後に、各鋳型4₁，4₂；4₃，4₄ま
で取鍋２を移動させる間に、両注湯口11a,11bのうち溶
湯内に没入した方には溶湯の酸化による薄膜状酸化物が
付着し易いので、溶湯内に没入した方の注湯口から注湯
すると上記酸化物が各鋳型4₁，4₂；4₃，4₄内に入ってし
まうおそれがある。そこで、汲湯時の取鍋２の反転方向
は、次の注湯作動時に注湯口11a,11bのいずれを用いる
かに応じて、注湯時には用いない方の注湯口が溶湯内に
没入するように定められる。すなわち鋳型4₁，4₂への注
湯時には、溶湯保持炉３から遠い側の注湯口11aが用い
られるので鋳型4₁，4₂に注湯すべく汲湯する際に注湯口
11bが溶湯内に没入するように取鍋２の回動方向が定め
られ、鋳型4₃，4₄への注湯時には溶湯保持炉３から遠い
側の注湯口11bが用いられるので鋳型4₃，4₄に注湯すべ
く汲湯する際には注湯口11aが溶湯内に没入するように
取鍋２の回動方向が定められている。

溶湯を汲み上げた取鍋２は、次に鋳造機20における鋳型
4₁の上方位置にもたらされる。この際、ロボット１のア
ーム７は、該アーム７の軸線が鋳型4₁の湯口30の手前す
なわち溶湯保持炉３側の位置となるようにして停止して
おり、取鍋２をその注湯口11aから注湯するように傾動
することにより鋳型4₁への所要量の注湯が行なわれる。
次いでアーム７は、鋳型4₂の湯口30よりも溶湯保持炉３
側にずれた位置に移動し、その状態で取鍋２をその注湯
口11aから注湯するように傾動することにより鋳型4₂へ
の所要量の注湯が行なわれる。

この注湯時には、上述で述べたように、スキム板18の働
きにより清浄な湯面から溶湯を汲み上げたのに加えて、
注湯口11aに酸化物が付着していないので、異物が鋳型4
₁，4₂内に侵入することはなく、良質の鋳造品を得るこ
とが可能となる。

鋳型4₁，4₂への注湯作動終了後、ロボット１は取鍋２を
原位置にある取鍋付着滓除去装置22にもたらす。而して
第７図（ａ）で示すように、取鍋２をケーシング23内に
挿入するように支持腕８が降下すると、注湯口11a,11b
付近で取鍋２の外面に付着していた酸化物が多数枚の除
去板24で剥ぎ取られる。しかも取鍋２がそれらの除去板
24を通過したとき各除去板24が弾発的に復元する際に、
各除去板24に付着した上記酸化物が飛ばされることにな
る。

ケーシング23内に挿入された取鍋２は、第７図（ｂ）で
示すように反転され、さらに第７図（ｃ）で示すように
上昇せしめられる。この上昇時にも取鍋２は多数枚の除
去板24を通過することになり、それらの除去板24により
注湯口11a,11b付近に付着していた酸化物が効率的に除
去されることになる。

このようにして鋳型4₁，4₂に注湯するための一連の作動
が終了するが、引き続いて、鋳造機21の鋳型4₃，4₄に注
湯するための作動が開始される。而して鋳型4₃，4₄に注
湯するための作動は、取鍋２の溶湯保持炉３からの汲湯
時の回動方向、ならびに鋳型4₃，4₄への注湯時の取鍋２
の傾動方向が鋳型4₁，4₂への注湯時とは逆であるたけ
で、他の作動は上述の鋳型4₁，4₂への注湯のための作動
と基本的に同一である。

このような注湯装置において、取鍋２は、移動経路に沿
うアーム７の移動方向前後いずれの側への傾動によって
も注湯を可能とすべく相対向位置に一対の注湯口11a,11
bを備えて傾動軸線Ｃを含む平面L-Lに関して左、右対称
に形成されるので、注湯時の傾動角度は、鋳型4₁，4₂へ
の注湯時と、鋳型4₃，4₄への注湯時とで同一であり、ロ
ボット１の制御をより単純化することができる。

またロボット１は、溶湯保持炉３から第１および各注湯
位置P₁，P₂側への移動時に、取鍋２がその注湯口11a,11
bのうち溶湯保持炉３から遠い側の注湯口から各鋳型
4₁，4₂；4₃，4₄の湯口30…に注湯するようにアーム７を
その軸線が鋳型4₁，4₂；4₃，4₄の湯口30…の手前となる
位置で停止させるので、アーム７すなわち取鍋２の移動
距離を短縮して効率的な注湯作業を行なうことができ
る。

しかもセラミックス製である取鍋２と、金属製であるブ
ラケツト10との間には、それら2,10を結合するねじ部材
15の軸線に沿って緩衝材16が介在せしめられるので、取
鍋２およびブラケツト10の熱膨張率が相互に異なって
も、ねじ部材15の取鍋２へのねじ込み部に過大な応力が
発生することを回避し、結合部でがたつきや破損が生じ
ることを防止することができる。

以上の実施例では、ロボット１のアームの移動経路を仮
想円弧上に設定した場合についても説明したが、本発明
は、上記移動経路の形にかかわず適用可能なものであ
り、たとえば移動経路が直線状であってもよい。また第
１および第２注湯位置P₁，P₂にそれぞれ配置される鋳型
の個数は、上記実施例のように２個に限定されるもので
はなく、１個ずつでもあるいは３個以上の複数ずつであ
ってもよい。

C.発明の効果以上のように本発明によれば、取鍋は、移動経路に沿う
アームの移動方向前後いずれ側への傾動によっても注湯
を可能とすべく相対向位置に一対の注湯口を備え、ロボ
ットは、各注湯位置では取鍋が溶湯保持炉から遠い側の
注湯口から各鋳型の湯口に注湯するようにアームをその
軸線が鋳型の湯口の手前となる位置で停止させるように
構成されるので、１台のロボットにより第１および第２
注湯位置の鋳型への注湯が可能であり、しかもロボット
のアームの移動距離を短くして作業効率を向上すること
ができ、また移動経路の移動方向に沿って第１および第
２注湯位置の外方側に設置される装置の設置スペースに
悪影響を与えることもない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すものであり、第１図は全
体平面図、第２図は第１図のII矢視拡大図、第３図は第
２図のIII矢視図、第４図ないし第６図はブラケツトお
よび取鍋の結合構造を示すもので、第４図は平面図、第
５図は第４図のV-V線断面図、第６図は第４図のVI矢視
図、第７図（ａ）〜（ｃ）は取鍋付着滓除去装置での取
鍋の作動過程を示す図、第８図（ａ）〜（ｄ）は取鍋の
汲湯作動過程を示す図、第９図は第８図（ｄ）のIX矢視
図である。１……ロボット、２……取鍋、３……溶湯保持炉、4₁，
4₂；4₃，4₄……鋳型、７……アーム、11a,11b……注湯
口、30……湯口、Ｃ……傾動軸線、P₁……第１注湯位
置、P₂……第２注湯位置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも１つの鋳型(4₁,4₂)が配置され
る第１注湯位置(P₁)と、少なくとも１つの鋳型(4₃,4₄)
が配置される第２注湯位置(P₂)とを結んで、ロボット
（１）のアーム（７）の移動経路が設定され、第１およ
び第２注湯位置(P₁,P₂)間で前記移動経路の中間部には
溶湯保持炉（３）が配置され、溶湯保持炉（３）と第１
おび第２注湯位置(P₁,P₂)との各間の往復移動が可能な
ロボット（１）のアーム（７）には、前記溶湯保持炉
（３）からの汲湯および前記各鋳型(4₁,4₂;4₃,4₄)への
注湯を行なうための取鍋（２）が、アーム（７）の軸線
と同軸またはアーム（７）の軸線を含む鉛直面内で該軸
線と平行な傾動軸線（Ｃ）まわりに傾動可能に支持され
る自動注湯装置であって、取鍋（２）は、移動経路に沿
うアーム（７）の移動方向前後いずれの側への傾動によ
っても注湯を可能とすべく相対向位置に一対の注湯口
（11a,11b）を備え、ロボット（１）は、各注湯位置
(P₁,P₂)では取鍋（２）が溶湯保持炉（３）から遠い側
の注湯口（11a,11b）から各鋳型(4₁,4₂;4₃,4₄)の湯口
（30）に注湯するようにアーム（７）をその軸線が鋳型
(4₁,4₂;4₃,4₄)の湯口（30）の手前となる位置で停止さ
せるように構成されることを特徴とする自動注湯装置。