JP2003290898A

JP2003290898A - 遠心鋳造設備における中子装着設備

Info

Publication number: JP2003290898A
Application number: JP2002126369A
Authority: JP
Inventors: Masaru Ishikawa; 勝石川; Kunio Kiyono; 邦夫清野; Hideto Takasugi; 英登高杉; Shinichi Kasahara; 信一笠原; Takehiko Ichikawa; 武彦市川
Original assignee: Nippon Chutetsukan KK
Current assignee: Nippon Chutetsukan KK
Priority date: 2002-01-29
Filing date: 2002-04-26
Publication date: 2003-10-14

Abstract

(57)【要約】【課題】遠心鋳造設備において、中子を収容したパレ
ットの搬送から、パレット内に収納された中子の中子脱
着装置への装着までの一連の作業を自動的に行うことが
可能な中子装着設備を提供する。【解決手段】上記課題は、中子２６を収容したパレッ
ト２５を搬送するパレット搬送手段１と、前記パレット
内の中子の位置を検出する中子位置検出手段２２と、該
中子位置検出手段のデータ信号を受け、パレット内の中
子を取り出し、取り出した中子を中子脱着装置の中子保
持枠へ装着するロボット１５と、から構成される中子装
着設備により解決される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、遠心鋳造設備にお
ける中子装着設備に関し、詳しくは、中子を収容したパ
レットの搬送手段と、搬送されてくるパレットから中子
を取り出し、取り出した中子を中子脱着装置の中子保持
枠へ自動的に装着する装置と、から構成される中子装着
設備に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ダクタイル鋳鉄管等の鋳鉄管を製造する
遠心鋳造設備は、その軸芯を回転軸として回転する金型
と、この金型を搭載する鋳造台車と、金型内に溶湯を供
給する鋳込み用取鍋と、鋳込み用取鍋から流出される溶
湯を金型内に中継供給する注入用樋とを備えており、回
転している金型内の奥まで挿入された注入用樋先端から
溶湯を注入しながら金型を鋳造台車と共に鋳込み用取鍋
と反対側に移動させることにより注入した溶湯を順次凝
固させ、溶湯から直接鋳鉄管を製造している。

【０００３】金型の注入用樋が挿入されている側の反対
側の端部には、鋳造される鋳鉄管の端面形状を形成する
と共に注入用樋から供給される溶湯の漏洩を防止するた
め、中子が設置されている。

【０００４】中子は、１つの鋳鉄管を鋳造する毎に交換
される消耗品であり、例えば特公昭５４−２６４９０号
公報に開示されるように、鋳造台車に設置され、その先
端に中子保持枠を有する中子脱着装置（「コアセッタ
ー」とも呼ぶ）により自動的に金型の所定位置に嵌め込
まれて設置されるが、この中子脱着装置の中子保持枠へ
の中子の装着は、従来人手により行われていた。即ち、
金型への中子の装着は自動化されていたが、中子脱着装
置への中子の装着は、オペレーターがパレット内に収納
された中子を鋳造毎に１つ１つ取り出し、取り出した中
子を中子脱着装置の中子保持枠へ設置することにより行
われていた。

【０００５】この人手による中子装着作業は、高温雰囲
気である等の作業環境が悪い上に反復単純作業であり、
従来から自動化が望まれていたが、有効な手段がなく、
やむなく人手により行われていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に鑑
みなされたもので、その目的とするところは、遠心鋳造
設備において、中子を収容したパレットの搬送から、パ
レット内に収納された中子の中子脱着装置への装着まで
の一連の作業を自動的に行うことが可能な中子装着設備
を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の第１の発明に係る、遠心鋳造設備における中子装着設
備は、中子を収容したパレットを搬送するパレット搬送
手段と、前記パレット内の中子の位置を検出する中子位
置検出手段と、該中子位置検出手段のデータ信号を受
け、パレット内の中子を取り出し、取り出した中子を中
子脱着装置の中子保持枠へ装着するロボットと、から構
成されることを特徴とするものである。

【０００８】第２の発明に係る、遠心鋳造設備における
中子装着設備は、第１の発明において、前記ロボットに
よって前記パレットから取り出した中子を正しい姿勢に
掴み直すための中子仮置台が、前記ロボットに近接して
設けられていることを特徴とするものである。

【０００９】第３の発明に係る、遠心鋳造設備における
中子装着設備は、第１の発明又は第２の発明において、
前記中子位置検出手段は、中子の位置を観察するカメラ
とカメラからのデータ信号を認識処理する画像処理装置
とからなり、当該カメラは前記ロボットに搭載されてい
ることを特徴とするものである。

【００１０】第４の発明に係る、遠心鋳造設備における
中子装着設備は、第１の発明ないし第３の発明の何れか
において、パレット内の中子が全て使用されて無くなっ
た場合には、中子を収容した別のパレットが、前記パレ
ット搬送手段によって搬送され、所定位置に設置される
機能を備えていることを特徴とするものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態を説明する。図１〜図３は、本発明の実施
の形態の１例を示す図であって、図１は、本発明に係る
中子装着設備の全体の構成を示す平面図、図２は、図１
のＸ−Ｘ’矢視による一部断面図、図３は、図２に示す
ロボットのロボットハンド部の拡大図である。

【００１２】本発明に係る、遠心鋳造設備における中子
装着設備は、中子２６を収容したパレット２５を搬送す
るパレット搬送手段と、パレット２５内の中子２６の位
置を検出する中子位置検出手段と、中子位置検出手段の
データ信号を受け、パレット２５内の中子２６を取り出
し、取り出した中子２６を鋳造台車に設置された中子脱
着装置の中子保持枠へ装着するロボットと、から構成さ
れ、図１〜図３に示すように、本実施の形態では、前記
パレット搬送手段としては、グラビティコンベア２〜８
により構成される搬送用コンベア１を採用し、前記中子
位置検出手段としては、パレット２５内の中子２６の位
置を観察するＣＣＤカメラ２２とＣＣＤカメラ２２から
のデータ信号を認識処理する画像処理装置とを採用し、
前記ロボットとしては多関節ロボット１５を採用した。
尚、画像処理装置はロボット制御盤２３内に組み込まれ
ており、図面では直接表示していない。画像処理装置
は、具体的にはパソコンを用いている。

【００１３】本発明の中子装着設備をより一層理解する
ため、本発明と直接的には関係しないが、ここで遠心鋳
造設備の金型への中子２６の装着方法を図４及び図５に
基づき説明する。図４は、中子脱着装置の構成を示す概
略図、図５は、鋳造台車と中子脱着装置との取り合いを
示す概略図である。

【００１４】図４及び図５に示すように、中子脱着装置
３２は、金型３１と平行に設置されたカム軸３３と、カ
ム軸３３の先端に取り付けられた旋回アーム３４と、旋
回アーム３４の先端に取り付けられた取り付けヘッド３
５とを有している。取り付けヘッド３５の先端には中子
２６と嵌合する中子保持枠３９が設置されている。尚、
鋳造台車２７は車輪４０を介してレール２８上を移動す
るようになっている。

【００１５】カム軸３３は、鋳造台車２７のフレーム２
７ａに取り付けられた往復型アクチュエーター３７に連
結されており、往復型アクチュエーター３７の作動によ
り鋳造台車２７に対して出退可能な構造となっている。
又、フレーム２７ａには、カム軸３３と噛み合うカムハ
ウジング３６が設置されており、往復型アクチュエータ
ー３７の作動によるカム軸３３の出退運動に伴い、カム
ハウジング３６内に設置されたカム機構（図示せず）に
よりカム軸３３がその軸を中心として回転し、この回転
により旋回アーム３４が中子２６の嵌合位置Ａから退避
位置Ｂに回動するようになっている。即ち、カム軸３３
の前進限で退避位置Ｂとなり、後退限で嵌合位置Ａとな
るようになっており、旋回アーム３４を退避位置Ｂに回
動させることにより鋳造された鋳鉄管の金型３１からの
抜き出しを可能としている。

【００１６】又、旋回アーム３４は、ロータリーアクチ
ュエーター３８によりその軸を中心として回転可能な構
造となっており、退避位置Ｂにおいてロータリーアクチ
ュエーター３８を作動させることにより取り付けヘッド
３５を回動させ、取り付けヘッド３５の先端の中子保持
枠３９を適宜の角度で上向き若しくは下向きにすること
ができる。即ち、退避位置Ｂにおいて、取り付けヘッド
３５を回動させ、適宜の角度で中子保持枠３９を傾斜さ
せた状態で中子２６を中子保持枠３９に装着し、次い
で、中子保持枠３９を水平に戻し、カム軸３３を後退限
とすることで、金型３１に中子２６が装着される。中子
２６を中子保持枠３９に装着する位置が図１に示す中子
セット位置２９に対応する。尚、従来技術の欄で述べた
ように、従来、中子セット位置２９での中子２６の中子
保持枠３９への装着は人手で行われていた。

【００１７】再度、本発明に係る、遠心鋳造設備におけ
る中子装着設備を、パレット搬送手段、中子位置検出手
段、ロボットの順に詳細に説明する。

【００１８】パレット搬送手段として採用した搬送用コ
ンベア１は、グラビティコンベア２〜８から構成されて
おり、グラビティコンベア２〜５及びグラビティコンベ
ア７，８には、その両端にコロコンベア１１が設置さ
れ、グラビティコンベア５〜７には、その中央部にコロ
コンベア１２が設置されている。コロコンベア１１とコ
ロコンベア１２とは直交する方向に設置されている。

【００１９】グラビティコンベア２がグラビティコンベ
ア５よりも高くなるように、グラビティコンベア２から
グラビティコンベア５に向かって傾斜していることか
ら、グラビティコンベア２に載せられたパレット２５
は、コロコンベア１１によりグラビティコンベア５まで
自重により移動することが可能となっている。但し、各
グラビティコンベアの境界にはストッパー（図示せず）
が設置されており、このストッパーによりパレット２５
の移動が制御可能となっている。このストッパーにより
グラビティコンベア２〜４の各グラビティコンベア上で
中子２６を収容したパレット２５を待機させることがで
きる。

【００２０】本実施の形態では、グラビティコンベア５
の位置が多関節ロボット１５による中子２６の取り出し
位置であり、そのため、グラビティコンベア５の上に搬
送されたパレット２５の位置を調整するために、クラン
プ１０及びプッシャー１４が設置されている。プッシャ
ー１４はエアシリンダー１３により作動する。即ち、コ
ロコンベア１１を介してグラビティコンベア５まで自走
してきたパレット２５は、クランプ１０及びプッシャー
１４によりグラビティコンベア５上の所定位置で位置決
め固定され、そして、その状態で多関節ロボット１５に
よる中子２６の取り出し作業が行われる。

【００２１】グラビティコンベア５には、コロコンベア
１２をその上部に有するパワーリフター９が設置されて
おり、パワーリフター９を上昇させることにより、パレ
ット２５はコロコンベア１１から離れてコロコンベア１
２により支持される。パワーリフター９の上昇位置はグ
ラビティコンベア６よりも高く、且つ、パワーリフター
９に設置されたコロコンベア１２は傾斜しており、更
に、グラビティコンベア６からグラビティコンベア７に
向けて傾斜しているため、パワーリフター９により上昇
させられたパレット２５は、コロコンベア１２を介して
自重によりグラビティコンベア７まで移動する。

【００２２】グラビティコンベア７には、コロコンベア
１２をその上部に有するパワーリフター９ａが設置され
ており、パワーリフター９ａを下降させることによりパ
レット２５はコロコンベア１２から離れてコロコンベア
１１に支持される。そして、グラビティコンベア７がグ
ラビティコンベア８に比べて高くなるように、グラビテ
ィコンベア７からグラビティコンベア８に向かって傾斜
していることから、パワーリフター９ａを下降させるこ
とにより、パレット２５はグラビティコンベア７からグ
ラビティコンベア８に自重により移動する。

【００２３】このような搬送用コンベア１に関する一連
の制御は、インターロック制御盤２４により行われてい
る。

【００２４】多関節ロボット１５は、モータ１６，１
７，１８，１９等を有する汎用の６軸多関節型ロボット
であり、搬送コンベア１及び鋳造台車２７の移動するレ
ール２８に近接して基礎３０に設置されている。多関節
ロボット１５の先端部のロボットハンド２０には、中子
２６を掴むためのハンドリングチャック２１が設置され
ている。ハンドリングチャック２１は、中子２６のサイ
ズに応じて交換可能な構造になっている。

【００２５】又、ロボットハンド２０にはＣＣＤカメラ
２２が設置されており、ＣＣＤカメラ２２の映像信号は
ロボット制御盤２３内に組み込まれた画像処理装置に入
力され、画像処理装置によりパレット２５内の中子２６
の位置及び存在の有無が確認される。多関節ロボット１
５は、画像処理装置からのデータ信号によりパレット２
５内の中子２６の位置を認識して中子２６を掴み、パレ
ット２５から取り出す。そして、取り出した中子２６
を、予め中子セット位置２９で待機していた中子着脱装
置３２の中子保持枠３９に装着する。

【００２６】この場合に、例えば耐震管のように鋳造さ
れる鋳鉄管のジョイント部分が長い場合には、これに使
用される中子２６の長さ及び質量も一般管用の中子より
大になる。図６（ａ）に示すように、中子２６は、パレ
ット２５内に例えばポリプロピレン製の中敷き４１を介
し、複数段に積載して収容されているが、耐震管のよう
に、質量が大の中子の場合には、その質量によって、中
敷き４１がたわむため、パレット２５内における特に両
端部の中子２６に傾きが生ずる。

【００２７】そのため、図６（ｂ）に示すように、ロボ
ットハンド２０に取り付けられたハンドリングチャック
２１は、中子２６を傾いた状態で掴むことになる。この
ような傾いた状態で掴まれた中子２６を、中子着脱装置
３２の中子保持枠３９に装着しようとすると、図６
（ｃ）に示すように、中子２６と中子保持枠３９との芯
のずれによって、中子２６が中子保持枠３９部分と接触
して破損したり、又は、中子保持枠３９に対する中子２
６の装着が不可能になる等の問題が生ずる。

【００２８】上述した問題を防止するため、本発明にお
いては、図１に示すように、多関節ロボット１５及びグ
ラビティコンベア５に近接する位置に、中子仮置台４２
が設置されている。図７に平面図で、図８に図７のＡ視
側面図で示すように、中子仮置台４２は、支持材４３に
よって立設された、各種サイズの中子２６を載置するに
十分な表面積を有する表面が平滑な台板４２ａからなっ
ており、その一側端縁には、複数個のエアスプレーノズ
ル４４が、台板４２ａの表面に向けその斜め上方からエ
アを吹きつけ得るように、所定間隔をあけて取り付けら
れている。エアスプレーノズル４４から噴射されるエア
によって、台板４２ａの表面にあるダスト等の異物は吹
き飛ばされ、台板表面は清浄に保たれる。

【００２９】図６（ａ）に示すパレット２５内から、多
関節ロボット１５のロボットハンド２０に取り付けられ
たハンドリングチャック２１によって、図６（ｂ）に示
すように、傾いた状態で掴まれた中子２６は、図６
（ｄ）に示すように、一旦中子仮置台４２上に降ろされ
る。このようにして、中子仮置台４２上に垂直状態に仮
置きされた中子２６を、ロボットハンド２０のハンドリ
ングチャック２１により正しい姿勢で掴み直し、これ
を、図６（ｅ）に示すように、中子着脱装置の中子保持
枠３９に装着する。従って、中子２６を、中子保持枠３
９に正しく装着させることができる。

【００３０】パレット２５内の中子２６が全て使用さ
れ、パレット２５内に中子２６が無くなってしまった場
合には、ＣＣＤカメラ２２及び画像処理装置からなる中
子位置検出手段から、「パレット内中子無し」の信号を
受けたインターロック制御盤２４は、クランプ１０及び
プッシャー１４を開放した後パワーリフター９を上昇さ
せ、空のパレット２５をグラビティコンベア５からグラ
ビティコンベア７へ、更には、グラビティコンベア８へ
と移動させる。空のパレット２５がグラビティコンベア
５から移動したならば、パワーリフター９を下降させ、
グラビティコンベア３上又はグラビティコンベア４上で
待機していた、中子２６を収容したパレット２５をグラ
ビティコンベア５上に移動し、クランプ１０及びプッシ
ャー１４により所定位置に固定する。そして、多関節ロ
ボット１５による中子２６の取り出しが再開される。空
のパレット２５のグラビティコンベア８からの搬送はオ
ペレーターが行う。

【００３１】このように、本発明に係る中子装着設備に
よれば、オペレーターが中子２６の収容されたパレット
２５をハンドフォーク等によりパレット搬送手段を構成
するグラビティコンベア２に載せることで、中子２６の
位置を検出する中子位置検出手段とロボットとにより、
鋳造台車２７に設置された中子着脱装置３２の中子保持
枠３９にパレット２５内の中子２６を自動で装着すると
共に、空になったパレット２５の搬送までを無人で行う
ことができる。

【００３２】尚、本発明は上記説明に限るものではな
く、種々の変更が可能である。例えば、パレット搬送手
段が８つのグラビティコンベアから構成されているが、
ベルトコンベア等の他の搬送手段を用いても良く、又、
ロボットも６軸多関節型ロボットの替わりに他の型式と
しても良い。要は、課題を解決するための手段の欄に記
述した機能を有する装置であれば、その仕様はどのよう
なものでも良い。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、遠心鋳造設備におい
て、中子を収容したパレットの搬送から、パレット内に
収納された中子の中子脱着装置への装着までの一連の作
業を自動的に行うことが可能となり、省力化のみならず
作業環境の改善が達成され、工業上有益な効果がもたら
される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す図であって、本発明
に係る中子装着設備の全体の構成を示す平面図である。

【図２】本発明の実施の形態を示す図であって、図１の
Ｘ−Ｘ’矢視による一部断面図である。

【図３】本発明の実施の形態を示す図であって、図２に
示すロボットのロボットハンド部の拡大図である。

【図４】中子脱着装置の構成を示す概略図である。

【図５】鋳造台車と中子脱着装置との取り合いを示す概
略図である。

【図６】本発明における中子装着の流れを示す説明図で
ある。

【図７】本発明における中子仮置台の平面図である。

【図８】図７のＡ視側面図である。

【符号の説明】

１搬送用コンベア２〜８グラビティコンベア９，９ａパワーリフター１０クランプ１１，１２コロコンベア１３エアシリンダー１４プッシャー１５多関節ロボット２０ロボットハンド２１ハンドリングチャック２２ＣＣＤカメラ２３ロボット制御盤２４インターロック制御盤２５パレット２６中子２７鋳造台車２８レール２９中子セット位置３０基礎３２中子脱着装置４１中敷き４２中子仮置台４３支持材４４エアスプレーノズル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高杉英登東京都千代田区内神田一丁目８番１号日本鋳鉄管株式会社内 (72)発明者笠原信一東京都千代田区内神田一丁目８番１号日本鋳鉄管株式会社内 (72)発明者市川武彦東京都千代田区内神田一丁目８番１号日本鋳鉄管株式会社内Ｆターム(参考） 4E093 QD10 5L096 BA05 CA02 FA69

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中子を収容したパレットを搬送するパレ
ット搬送手段と、前記パレット内の中子の位置を検出す
る中子位置検出手段と、該中子位置検出手段のデータ信
号を受け、パレット内の中子を取り出し、取り出した中
子を中子脱着装置の中子保持枠へ装着するロボットと、
から構成されることを特徴とする、遠心鋳造設備におけ
る中子装着設備。
【請求項２】前記ロボットによって前記パレットから
取り出した中子を正しい姿勢に掴み直すための中子仮置
台が、前記ロボットに近接して設けられていることを特
徴とする、請求項１に記載の遠心鋳造設備における中子
装着設備。
【請求項３】前記中子位置検出手段は、中子の位置を
観察するカメラとカメラからのデータ信号を認識処理す
る画像処理装置とからなり、当該カメラは前記ロボット
に搭載されていることを特徴とする、請求項１又は請求
項２に記載の遠心鋳造設備における中子装着設備。
【請求項４】パレット内の中子が全て使用されて無く
なった場合には、中子を収容した別のパレットが、前記
パレット搬送手段によって搬送され、所定位置に設置さ
れる機能を備えていることを特徴とする、請求項１ない
し請求項３の何れか１つに記載の遠心鋳造設備における
中子装着設備。