JP2015027686A - ワーク浸漬装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コンパクト且つ低コストな機構で、ワークの処理液への浸漬及び取り出し、さらにワークの反転を行うことが可能なワーク浸漬装置を提供する。
【解決手段】冷却水を貯留する冷却水槽１０と、鋳造品Ｗがセットされるワークセット部２０と、ワークセット部２０を、回転軸３１を中心とした円弧軌跡に沿って移動させる回転駆動部３０とを備え、回転駆動部３０により、ワークセット部２０を、処理液より上方で鋳造品Ｗをセット可能なワークセット位置Ａ２と、鋳造品Ｗを冷却水に浸漬させる浸漬位置Ａ１と、冷却水より上方で鋳造品を上下反転させる反転位置Ａ３に配置可能とした。
【選択図】図２

Description

本発明は、ワークを処理液に浸漬するワーク浸漬装置に関する。

例えば、ダイカスト鋳造機から取り出した鋳造品は、冷却された後、不要部分が除去され、コンベアに払い出される。この冷却や不要部分の除去等の後処理は、ロボットアームを用いて行われることが多い（例えば特許文献１参照）。具体的には、ロボットアームの周りを囲むように、ダイカスト鋳造機、冷却水槽、不要部除去装置、コンベア等が配置され、ロボットアームで鋳造品を順に移動させて後処理が行われる。

特開２００１−３４７３６２号公報

上記のような鋳造設備では、通常、鋳造機で鋳造された鋳造品をロボットアームで取り出し、ロボットアームで保持した状態で鋳造品を冷却水槽に浸漬させる。しかし、この場合、ロボットアームも冷却水中に浸漬されて濡れてしまうため、腐食等が進行しやすくなり、ロボットアームのメンテナンス工数が増える恐れがある。

例えば、浸漬装置に、鋳造品を昇降させる昇降手段を設け、この昇降手段で冷却水槽への浸漬及び取り出しを行えば、ロボットアームが濡れないため、ロボットアームの早期の劣化を回避できる。しかし、鋳造品に複雑な凹部が形成される場合（例えばシリンダブロック等）、鋳造品を冷却水槽に浸漬させることで、鋳造品の凹部に冷却水が溜まることがある。このため、昇降装置で鋳造品を冷却水から取り出した後に、鋳造品を上下反転させて水切りを行う必要がある。例えば、ロボットアームで鋳造品を反転させると、ロボットアームの工数が増えてサイクルタイムが長くなる恐れがある。また、冷却水槽に、昇降手段に加えて、鋳造品を反転させる反転手段を設けると、装置が大型化すると共に、コストが高くなってしまう。

以上のような問題は、鋳造品の冷却に限らず、ワークを処理液に浸漬させる場合に同様に生じる。

本発明は、コンパクト且つ低コストな機構で、ワークの処理液への浸漬及び取り出し、さらにワークの反転を行うことが可能なワーク浸漬装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するためになされた本発明は、ワークを処理液に浸漬させるワーク浸漬装置であって、処理液を貯留する浸漬槽と、ワークがセットされるワークセット部と、前記ワークセット部を、回転軸を中心とした円弧軌跡に沿って移動させる回転駆動部とを備え、前記回転駆動部により、前記ワークセット部を、処理液より上方でワークをセット可能なワークセット位置と、ワークを処理液に浸漬させる浸漬位置と、処理液より上方でワークを上下反転させる反転位置に配置可能としたものである。

尚、「ワークを上下反転させる」とは、上方（斜め上方を含む）を向いていた面が下方（斜め下方を含む）を向くようにワークを自転させることを言い、必ずしもワークを１８０°自転させる場合に限られない。

このように、本発明のワーク浸漬装置では、一つの駆動手段（回転駆動部）のみで、ワークセット部を、ワークセット位置と、浸漬位置と、反転位置との間で移動させることができるため、複数の駆動手段を設ける場合と比べて、コンパクト化及び低コスト化が図られる。

ダイカスト鋳造設備を模式的に示す平面図である。 上記ダイカスト鋳造設備の冷却装置の断面図である。 図２の冷却装置をＩＩＩ方向から見た断面図である。 本発明の実施形態に係るダイカスト鋳造品の後処理工程の手順を示す図である。

図１に示す鋳造設備は、ロボットアーム１の周りを囲むようにして、ダイカスト鋳造機２、不要部除去装置３、冷却装置４、シリンダライナー置き場５、及び搬送手段としてのコンベア６が配置されている。

ロボットアーム１は、ワークとしての鋳造品Ｗを保持する保持部（図示省略）を有し、保持部で保持した鋳造品Ｗを、任意の３次元位置に、任意の姿勢（角度）で配置することができる。尚、図１には、ロボットアーム１の保持部の可動範囲を鎖線で示す。

ダイカスト鋳造機２は、溶湯で鋳造品Ｗをダイカスト鋳造するものであり、本実施形態では、鋳造品Ｗがシリンダブロックである場合を示す。具体的には、ダイカスト鋳造機２のキャビティ内の所定位置にシリンダライナー（図示省略）を配置した状態で、アルミ溶湯をキャビティに射出してシリンダライナーをアルミで鋳包むことにより、シリンダブロックが形成される。

不要部除去装置３は、鋳造後の鋳造品Ｗに設けられる不要部分（ゲートやランナ内のアルミ溶湯が固化したもの）を、製品部分から切断除去するものである。不要部除去装置３による不要部分の切断除去は、ロボットアーム１の保持部で鋳造品Ｗを保持した状態で行われる。

冷却装置４は、図２及び図３に示すように、内部に冷却水（処理液）を貯留する冷却水槽１０（浸漬槽）と、鋳造品Ｗがセットされるワークセット部２０と、ワークセット部２０を駆動する回転駆動部３０とを備える。

ワークセット部２０は、鋳造品Ｗが載置されるセット台２１と、セット台２１から上方に突出した位置決めピン２２と、ワークセット部２０に鋳造品Ｗを保持する係止部２３とを備える。位置決めピン２２は、例えば鋳造品Ｗとしてのシリンダブロックのシリンダボア（シリンダライナーの内周面）に対応する位置に設けられる。図示例では、３気筒エンジンの両端のシリンダボアに対応する２箇所に位置決めピン２２が設けられる。位置決めピン２２がシリンダブロック（鋳造品Ｗ）のシリンダライナーの内周面に嵌合することで、シリンダブロックがワークセット部２０に対して位置決めされる。

係止部２３は、鋳造品Ｗを上下反転させたときにワークセット部２０から脱落しないように保持するものである。本実施形態では、係止部２３が、ワークセット部２０にセットした鋳造品Ｗの上面より少し上方に設けられ、鋳造品Ｗに上方から係合可能な位置に設けられる。係止部２３は、図示しない駆動部（エアシリンダ等）により駆動され、鋳造品Ｗに上方から係合可能な係止位置（図３の実線参照）と、鋳造品Ｗの上方から退避した退避位置（図３の点線参照）との間で移動可能とされる。

回転駆動部３０は、任意の角度で停止可能であり、例えばモータ、特にサーボモータで構成される。回転駆動部３０の回転軸３１は、冷却水槽１０の水面よりも上方に設けられ、図示例では、冷却水槽１０の上部に回転駆動部３０が設けられる。回転駆動部３０の回転軸３１とワークセット部２０のセット台２１とは、連結部４０を介して連結される。回転駆動部３０を駆動すると、ワークセット部２０が回転軸３１を中心に円弧軌跡上を移動する。回転駆動部３０の回転角を図示しない制御部で制御することで、ワークセット部２０が浸漬位置Ａ１、ワークセット位置Ａ２、及び反転位置Ａ３で停止可能とされる（図２参照）。

以下、上記の鋳造設備において、鋳造機２で鋳造した鋳造品Ｗに後処理を施す手順を、ロボットアーム１の動作（図４参照）に沿って説明する。

まず、鋳造機２で鋳造品Ｗを鋳造した後、ロボットアーム１で鋳造機２から鋳造品Ｗを取り出し、冷却装置４のワークセット部２０にセットする。このとき、ワークセット部２０は、ワークセット位置Ａ２に配置され（図２参照）、且つ、係止部２３は退避位置に配されている（図３の点線参照）。ワークセット位置Ａ２に配置されたワークセット部２０の位置決めピン２２は、セット板２１から斜め上方に向けて突出している。この位置決めピン２２に鋳造品Ｗの穴（ライナーの内周面）を嵌合させた後、係止部２３を突出させて係止位置（図３の実線参照）に配置する。この係止部２３により、セット板２１から離れる方向（位置決めピン２２との嵌合が解除される方向）の鋳造品Ｗの移動が規制される。上記のように、水面よりも上方に配された位置決めピン２２に鋳造品Ｗを嵌合させることにより、ロボットアーム１を水で濡らすことなく鋳造品Ｗをワークセット部２０にセットできるため、ロボットアーム１の早期の劣化を防止できる。

ロボットアーム１は、ワークセット部２０に鋳造品Ｗを受け渡した後、他工程を行う。本実施形態では、ライナー置き場５から次の鋳造品のためのライナーを受け取り、このライナーを、鋳造機２のキャビティ内の所定位置にセットする。

こうしてロボットアーム１が他工程を行っている間に、冷却装置４で鋳造品Ｗの冷却が行われる。具体的には、回転駆動部３０を一方（図２の反時計回り方向）に回転駆動して、ワークセット部２０を浸漬位置Ａ１に配置し、鋳造品Ｗを冷却水に浸漬する。そして、所定時間経過後、回転駆動部３０を他方（図２の時計回り方向）に回転駆動して、ワークセット部２０を反転位置Ａ３に配置する。反転位置Ａ３は、ワークセット位置Ａ２よりもさらに回転駆動部３０を他方に回転させた位置である。反転位置Ａ３では、鋳造品Ｗが、係止部２３と係合することで、ワークセット部２０から脱落することなく保持される。

浸漬位置Ａ１から反転位置Ａ３までワークセット部２０を移動させることにより、鋳造品Ｗが冷却水槽１０の水面より上方に配されると共に、鋳造品Ｗが自転により上下反転する。すなわち、鋳造品Ｗが冷却水槽１０の水面よりも上方に露出した直後（ワークセット位置Ａ２付近）では、鋳造品Ｗの上面（位置決めピン２２が挿入される側と反対側の面）が斜め上方を向いているため、下面の凹部に溜まった水が落下する。そして、鋳造品Ｗが反転位置Ａ３に配された状態では、鋳造品Ｗの上面が斜め下方を向くため、上面の凹部に溜まった水が落下する。以上により、鋳造品Ｗの表面の凹部に溜まった水が落下し、鋳造品Ｗの水切りが行われる。このように、上記の冷却装置３によれば、鋳造品Ｗの冷却水槽１０への浸漬、鋳造品Ｗの冷却水槽１０からの取り出し、及び、鋳造品Ｗの上下反転による水切りを、一つの駆動手段（回転駆動部３０）で行うことができる。特に、図示例のように、冷却水槽１０の上方で鋳造品Ｗを回転させることで、鋳造品Ｗから落下した水を冷却水槽１０に戻すことができ、冷却水の再利用及び周囲の水濡れの防止を図ることができる。

鋳造品Ｗの水切りが完了したら、回転駆動部３０を一方に回転駆動して、ワークセット部２０及び鋳造品Ｗをワークセット位置Ａ２に配置すると共に、係止部２３を後退させる。そして、他工程を終えたロボットアーム１が、ワークセット部２０の鋳造品Ｗを受け取る。このとき、ロボットアーム１が受け取った鋳造品Ｗは、冷却及び水切りが完了しているため、ロボットアーム１により、冷却水槽１０からの鋳造品Ｗの取り出しや、鋳造品Ｗの反転水切り等の工程を行う必要はないため、サイクルタイムを短縮することが可能となる。

その後、ロボットアーム１で鋳造品Ｗを不要部除去装置３に搬入し、ロボットアーム１で保持した状態のまま、鋳造品Ｗの不要部分を切断除去する。こうして不要部分が除去された鋳造品Ｗがロボットアーム１でコンベア６に払い出され、次工程に搬送される。

本発明は、上記の実施形態のように鋳造品の冷却に限らず、ワークを処理液に浸漬する他の装置に適用可能である。例えば、ワークを防錆材に浸漬する防錆装置や、ワークを塗料に浸漬する塗装装置に適用することもできる。

１ ロボットアーム
２ ダイカスト鋳造機
３ 不要部除去装置
４ 冷却装置
５ ライナー置き場
６ コンベア
１０ 冷却水槽（浸漬槽）
２０ ワークセット部
３０ 回転駆動部
４０ 連結部
Ａ１ 浸漬位置
Ａ２ ワークセット位置
Ａ３ 反転位置
Ｗ 鋳造品

Claims (1)

1. ワークを処理液に浸漬させるワーク浸漬装置であって、
   処理液を貯留する浸漬槽と、ワークがセットされるワークセット部と、前記ワークセット部を、回転軸を中心とした円弧軌跡に沿って移動させる回転駆動部とを備え、
   前記回転駆動部により、前記ワークセット部を、処理液より上方でワークをセット可能なワークセット位置と、ワークを処理液に浸漬させる浸漬位置と、処理液より上方でワークを上下反転させる反転位置に配置可能としたワーク浸漬装置。

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