JP2000153364A - 鋳物部材の自動溶断方法 - Google Patents

鋳物部材の自動溶断方法

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JP2000153364A
JP2000153364A JP10324818A JP32481898A JP2000153364A JP 2000153364 A JP2000153364 A JP 2000153364A JP 10324818 A JP10324818 A JP 10324818A JP 32481898 A JP32481898 A JP 32481898A JP 2000153364 A JP2000153364 A JP 2000153364A
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arc
fusing
torch
point
cutting
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Norio Tanabe
則雄 田辺
Masaru Takahashi
勝 高橋
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Hitachi Metals Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 鋳物製品に付属する堰、押し湯等を切断する
方法で、プラズマ切断機とロボット及びマニプレータ等
の自動装置を用いた時に、安定した高い稼動率を得るこ
と。 【解決手段】 ロボット及びマニプレータ等の自動装置
と、その自動装置のハンドにプラズマ切断機のトーチを
取り付け、切断する過程において、プラズマ切断開始点
でプラズマが着火しない場合、ハンドを進行方向、また
はプラズマ掃射方向に所定距離移動し、再度プラズマ着
火操作を行う手段、プラズマ切断中に失火が発生した場
合は失火した位置と切断終了点との距離を算出し、距離
が所定範囲内ならばプラズマ切断を終了し、ハンドは次
の教示点に自動的に移動し、プラズマ切断を継続する手
段と距離が所定範囲外ならばプラズマ掃射方向へハンド
は所定距離移動し、再度プラズマ着火操作を行いプラズ
マ切断を継続する手段を有することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は鋳物製品の堰、押
湯、湯口等を除去する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】鋳物製品に付属する堰、押湯、湯口等を
除去する方法としては、トリミングプレスやハンマー等
による破断によるものや、砥石や丸のこ等による切断に
よるものや、ガスやプラズマ等による溶断によるものな
どがあり、対象に合せて適宜選択されている。ステンレ
ス系の鋳物に対しては、材質的に粘っこく折れにくい
上、湯の流動性が悪いことから方案的に堰や押湯を大き
くするため、破断や切断を用いる方法では除去できなか
ったり能率が悪いため、ガスやプラズマを用いて溶断す
ることが多い。
【0003】ガスやプラズマを用いる溶断作業は手作業
に負うものが多いが、これを自動化するための技術とし
て、特開平5―4192に、ロボット及びマニプレータ
等の自動装置でガス溶断を行なう場合の、異常を検知し
て自動装置を停止するための安全手段が示されている。
また、特開昭62―207555にはダイカストで製造
されるアルミ鋳物の堰等をプラズマで溶断するための装
置が開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来例は単に溶断
経路通りガス又はプラズマのトーチを移動させるもので
あり、このような自動機を用いて、砂型で鋳造される製
品のように個々に形状変化が多い製品を溶断したので
は、溶断残りが出たり、製品部を溶断したり、特にプラ
ズマ溶断においては、トーチ先端と被溶断部表面の間隔
が所定値から外れてアークが消失し、溶断作業が行なえ
なくなるという問題がある。本発明は、製品個々に寸法
や形状のばらつきが生じる製品、特に鋳物に対して、
堰、湯口、押湯等をプラズマで溶断を行なうに際し、ア
ークが発生しなかったり消失しても、自動的にアークを
起動して溶断作業を行なうことができる溶断方法を提供
することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、プラズマで鋳
物部材を自動的に溶断する方法において、アーク発生状
態となるべく設定した位置でアークが得られない場合、
トーチ先端と相対する被溶断部表面の位置関係を所定量
変化させてアーク起動を行なう再着火処理をすることを
特徴としている。また、本発明はプラズマトーチ或いは
鋳物部材を、設定した位置データをもとに移動させ自動
的に被溶断部を溶断する方法において、溶断に係わる移
動中はプラズマトーチと被溶断部の間の導通の有無を検
知し、導通がない場合は、該位置よりプラズマトーチ又
は鋳物部材を新しいアーク発生位置へと所定量移動して
アーク起動を行う再着火処理を行い、導通が生じた位置
と前記予め設定した位置データをもとに作成した新しい
移動経路に沿って、プラズマトーチ又は鋳物部材を移動
することを特徴としている。なお前記発明は、溶断動作
開始後にアークが消失した場合、該位置と設定した溶断
終了位置の距離が所定量以内であれば溶断終了とし、所
定量より大きければ再着火処理を行なうようにすること
が好ましい。ここで、再着火処理におけるトーチ先端と
被溶断部の位置調整のための移動は、予め対象の被溶断
物形状や変形程度に合せて溶断エリアを分け、該エリア
毎に再着火処理を行なう場合の移動方向、移動量等のモ
ードを決めておき、再着火処理が必要となった場合、そ
の位置が前記のどのエリアに含まれるかを判定し、所定
のモードで移動するようにするとよい。また、トーチが
移動するための位置データは、実際の被溶断物をもとに
教示して収集してもよいし、数値データで設定してもよ
い。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明を、自動車鋳物部品である
排気側のマニホールド(素材:ステンレス等の耐熱鋳
物)の堰の溶断をする場合を例に説明する。第1図は本
発明を実施するための装置構成例である。ロボット1は
6軸の多関節接型で、手首部にはプラズマ溶断機のトー
チ5を取り付けるホルダー6が設けられている。ロボッ
ト1の回りには密閉型安全柵7を設ける。ロボット1の
前方には安全柵7を貫通してマニホールド搬送用のシャ
トル3を設ける。シャトル3は、マニホールド8を位置
決めした移載テーブルを、移載位置とロボットによる溶
断位置間で移動させる。マニホールド8のセット、取出
しを外段取りとするためにシャトル3は2式設ける。安
全柵7は、シャトル3によるマニホールド8の移動中の
み付属したシャッターが開閉する。安全柵7には集塵機
9に接続されたダクトが取り付けられており、安全柵内
のプラズマ溶断における煙、粉塵等を自動的に集塵す
る。制御盤2はロボット動作及びシャトル動作を制御
し、プラズマ溶断機4はプラズマ発生を制御し、互いに
電気的に連結されている。
【0007】堰溶断の動作概要は次の通りである。移載
テーブル上に位置決めセットされたマニホールド8は、
ロボット1側に移動し溶断位置で停止する。その後、ロ
ボット1により堰がプラズマ溶断され、プラズマ溶断が
完了したマニホールド8は元の位置に戻る。溶断完了し
たマニホールド8は取出され、移載テーブル上から分離
された押湯、湯口、湯道等の除去が行われた後、次のマ
ニホールドがセットされる。なお、シャトル3へのマニ
ホールド8のセット及び取り出しは作業者が行ってもよ
いが、自動移載装置等で行なうようにしてもよい。
【0008】次に、第2図をもとに本発明を説明する。
堰10は製品部と押湯11を連結している部分である
が、湯流れをよくするため幅広の形状をしているとして
説明する。まず、教示用マニホールドをもとに、ロボッ
ト1にプラズマ溶断機のトーチ5の先端の通過点を教示
する。教示用マニホールドの堰10と押湯11は点線で
示すような形状をしているとする。この形状に対し、通
過点である動作開始点P0、溶断開始点P1、溶断終了
点P4、中間通過点P2及びP3、待避点P5を教示す
ると、制御盤2はこれを直線補間や円弧補間等適宜補間
して移動経路を作成する。ここでは説明を簡単にするた
めに中間通過点はP2、P3の2点だけとしたが、実際
には多数の点となる場合が多い。
【0009】なお、溶断開始点P1は、トーチ5の先端
が、溶断開始予定の堰端点で、堰表面から所定量a(プ
ラズマ溶断機のアーク発生能力によるが4〜5mm程
度)上方にある位置とするとよい。中間通過点P2、P
3は、堰内側の適当な点で該表面から前記所定量aとほ
ぼ同等な量上方にある位置とする。また、溶断終了点P
4は、溶断終了予定の堰端点で前記所定量aとほぼ同等
な量上方にある位置とするとよい。
【0010】堰溶断は、前記教示をもとにしたロボット
1動作により行なう。ロボット1は、動作開始点P0か
ら溶断開始点P1にくると一旦停止し、プラズマ溶断機
4はアークを起動させる。プラズマ溶断機4は、プラズ
マ溶断に用いるメインアーク(以降単にアークと略す
る)が発生すると作動ガスを噴射するとともに、ロボッ
ト1に動作継続信号を出力する。ロボット1は、前記作
成した移動経路に従って溶断終了点P4まで移動する。
ロボット1が溶断終了点P4まで移動してくると、プラ
ズマ溶断機4はアークを停止するとともに作動ガスの噴
射を停止し、ロボット1は次の溶断すべき箇所のための
待避点P5に移動し、この堰の溶断作業を終了する。
【0011】ここで、溶断対象のマニホールドの形状が
変形しており、押湯11と堰10の外形が図2の実線で
示すように、教示時の形状と異なっている場合、教示し
た溶断開始点P1でアーク起動をしても、トーチ先端下
方に堰がないと、トーチと堰の間にアークを介した電気
回路が形成されず、アークが発生しない。アーク非発生
の情報は、トーチと堰間が導通しないことから電気的に
得ることができる。ロボット1は、プラズマ溶断機4か
らの導通信号が得られないと、溶断動作に移らず、再着
火処理を行なう。ここで再着火処理について説明する。
ロボット1は、トーチ先端を予め設定した方向に所定量
b(堰、押湯の形状変化量によるが、2〜3mm位)移
動して停止し、プラズマ溶断機4はその位置でアークを
起動する。この一連の処理を再着火処理と呼ぶ。
【0012】前記溶断開始点P1における再着火処理
は、移動経路に沿って進行方向に所定量b1進んだ点P
11に移動し、ここでアークを起動する。これにより、
トーチ先端と堰表面が適切な位置関係となりアークが発
生すると、作動ガスを噴射するとともに、ロボット1に
動作継続信号を出力する。この時制御盤2は、新たな溶
断開始点P11から中間通過点P2、P3を経る新たな
移動経路を作成し、この移動経路に沿ってトーチ5を移
動させる。なお、上記再着火処理を行なっても導通信号
が得られない場合は、再度再着火処理を行なう。今度
は、前記点P11から堰表面に接近する方向に所定量b
2下方に移動し、アークを起動する。それでも導通が得
られない時は、溶断不可としてロボット1はこの堰に対
する溶断処理を中断し、待避点P5に移動する。
【0013】ロボット1は、アークを発生させた溶断に
係わるP1からP4までの移動中は、導通信号を確認し
ながら移動するようにしており、溶断終了点P4に移動
する途中でアーク消失が発生する等で導通信号が遮断さ
れた場合、その発生した位置P44で停止する。この
時、制御盤2では前記位置P44と溶断終了点P4間の
距離を算出し、算出した距離が所定量c(例えば3〜4
mm位)以内ならば、溶断完了としてロボット1を待避
点P5に移動させる。前記算出した距離が所定量c外な
らば前述した再着火処理を行なう。この時は、トーチ先
端を堰表面に接近させる方向に所定量c1下方に移動
し、アークを起動させる。それでも導通が確認できない
時、溶断不可としてロボット1は待避点P5に移動す
る。
【0014】以上のように制御することにより、アーク
が発生しなくても、またアークが消失しても、トーチ先
端と堰表面間距離が適切になるように再着火処理をする
ことでアークを発生させ、一連の溶断作業を人の手を煩
わせることなく継続して行なうことができる。なお、表
面間距離の調節動作は、前記したようにトーチ側が移動
する場合に限らず、被溶断側が移動してもよく相対的に
移動すればよい。なお、前記再着火処理の説明におい
て、溶断開始点においては、まず予め決まっている移動
経路に沿って次の教示点の方向に移動し、それでもアー
ク非発生の場合は堰表面に接近するように移動すると
し、溶断開始後における再着火処理では堰表面に接近す
るように移動すると説明したが、このように限定される
ものではない。即ち、予め対象の被溶断物形状や変形程
度に合せて溶断エリアを分け、該エリア毎に再着火処理
を行なう場合の移動方向、移動量等のモードを決めてお
き、再着火処理が必要となった場合、その位置が前記の
どのエリアに含まれるかを判定し、所定のモードで移動
するようにするとよい。また、再着火後の移動経路も、
前述したようにその後の教示点を通るように算出しても
よいし、既作成の移動経路に平行に移動するようにして
もよく、被溶断物形状に合せて決めておくとよい。
【0015】
【発明の効果】以上の説明により明らかなように、鋳物
の堰、押湯、湯口等をプラズマで溶断分離するに際し、
個々に形状変化が大きく、予め決めた経路通りトーチを
移動させるとアークが発生しない場合でも、自動的にト
ーチと製品間隔を調整して再アーク起動させるので、溶
断遂行率が高くなり、人による残部の溶断作業の比率が
下がる。また、その都度人を呼んだり、装置を停止する
ことなく一連の溶断作業が継続的にできるので、高い稼
働率で操業することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施するための装置構成の例をしめす
【図2】本発明を説明するための実鋳物に対する教示点
のずれを示す図
【符号の説明】
1 ロボット 2 制御盤 3 製品移載用シャト 4 プラズマ溶断機 5 プラズマ溶断機のトーチ 7 安全柵 10 堰 11 押湯

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プラズマで鋳物部材を自動的に溶断する
    方法において、アーク発生状態となるべく設定した位置
    でアークが得られない場合、トーチ先端と相対する被溶
    断部表面の位置関係を所定量変化させてアーク起動を行
    なう再着火処理をすることを特徴とする鋳物部材の自動
    溶断方法。
  2. 【請求項2】 プラズマトーチ或いは鋳物部材を、設定
    した位置データをもとに移動させ自動的に被溶断部を溶
    断する方法において、溶断に係わる移動中はプラズマト
    ーチと被溶断部の間の導通の有無を検知し、導通がない
    場合は、該位置よりプラズマトーチ又は鋳物部材を新し
    いアーク発生位置へと所定量移動してアーク起動を行う
    再着火処理を行い、導通が生じた位置と前記予め設定し
    た位置データをもとに作成した新しい移動経路に沿っ
    て、プラズマトーチ又は鋳物部材を移動することを特徴
    とする鋳物部材の自動堰溶断方法。
  3. 【請求項3】 溶断動作開始後にアークが消失した場
    合、該位置と設定した溶断終了位置の距離が所定量以内
    であれば溶断終了とし、所定量より大きければ再着火処
    理を行なう請求項1又は2に記載の鋳物部材の自動堰溶
    断方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102275068A (zh) * 2011-08-15 2011-12-14 中核苏阀横店机械有限公司 一种铸件非加工面上冒口平台的加工方法
CN103551551A (zh) * 2013-11-12 2014-02-05 天津立中车轮有限公司 车轮产品自动去冒口系统
JP2014128831A (ja) * 2012-12-30 2014-07-10 Meiritsu Kogyo Co Ltd 鋳造品の押湯切断装置
CN116079204A (zh) * 2022-12-02 2023-05-09 南通新兴机械制造有限公司 一种基于机器手的铸钢冒口自动切割装置

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