JP2016087672A

JP2016087672A - 鋳造製品からの不要部分の打撃式分離切断装置

Info

Publication number: JP2016087672A
Application number: JP2014227638A
Authority: JP
Inventors: 義則山喜; Yoshinori Yamaki
Original assignee: ROBOTECH CO Ltd
Current assignee: ROBOTECH CO Ltd
Priority date: 2014-11-10
Filing date: 2014-11-10
Publication date: 2016-05-23

Abstract

【課題】金型鋳造製品における鋳造製品部分から不要部分を瞬間的な打撃力で叩き折りして分離切断し、またロボットアームに対する衝撃、悪影響を与えないようにする。【解決手段】鋳造装置ＭからロボットアームＲで握持して取り出した金型鋳造製品Ｄの三次元の移動搬送経路中に配置した設置ベース１の下面に打撃器２を配装し、打撃器２は、シリンダ筐体３の下方に突出状に連結した案内筒４の下端から先端が突出するよう、シリンダ筐体３内に配してシリンダ筐体３内を昇降するピストン５と一体状に形成した打撃ロッド６と、シリンダ筐体３の上下部で開口形成した下降圧搾エア供給口７・上昇圧搾エア供給口８と、シリンダ筐体３内の下部に設けた衝撃吸収停止部９とを有し、打撃器２における打撃ロッド６の動作速度は８Ｍ／ｓ以上とし、またピストン５に対する下降圧搾エアの印加圧力は４Ｋ／ｃｍ2以上として構成する。【選択図】図１

Description

本発明は、ダイカストや射出成形によって発生した、金型鋳造製品における鋳造製品部分と例えば湯口方案部分、オーバーフロー物とを連続している堰部位で切断し、オーバーフロー物等の不要部分を鋳造製品から分離し、製品としての体裁を整え、また鋳造装置から鋳造製品を取り出して三次元的に保持したままのロボットアームに対する切断、除去作業時での衝撃、悪影響等も生じないようにすることで、鋳造製品を取り出すロボットアームとの連繋作業を円滑にして生産効率を向上できるようにした鋳造製品からの不要部分の打撃式分離切断装置に関する。

従来から、ダイカストマシンによる金型鋳造において、ノズルから供給された金属溶融材料は湯口、湯道等の流路を経て堰から所定の金型内に給湯され、成形されることで金型鋳造製品として鋳造されている。このとき、金型の合わせ面や摺動面等の隙間には意図せずに溶融材料が流れ込んでバリが発生し、また、成形後に金型から取り出すときには、凝固した鋳造製品部分と流路内で凝固している湯口方案部分とが一体となった状態となっている。

また、ダイカストや射出成形の場合には、金型内の空気を逃がすために、エアベントとして金型の隙間を利用することもある。特に、熱間鍛造や一部の砂型鋳造やダイカストのように、意識的にバリを発生させて溶融材料の流動を助長させ、金型内への材料充満を促す所謂オーバーフローを目的としたものもある。このような場合には、オーバーフロー物やバリの厚さや寸法も巨大なため、後工程の切断刃型を使ったプレス打抜き、切削加工、ロボット等によってそれらを取り除いている。

このようにダイカスト鋳造によって鋳造品を製造する場合、前記した湯口、湯道、堰の流路を経ることで溶融材料を供給し、エアベントから溢流させるから、製品凝固後ではこれらの流路で凝固化している湯口方案部分、オーバーフロー物等の余剰物と製品部分とが一体となっているのは避けられず、製品部分と不要部分である余剰物とを分離する必要がある。このため、例えば特許文献１に示される自動折断装置が提案されている。

この特許文献１の自動折断装置は、ダイカスト製品を搬送するロボットから受け取り挟持固定する製品固定機構と、ダイカスト製品の不要部分を叩き折る折断機構とを備え、折断機構は不要部分を叩き折るハンマー部を打ち下ろすセキ折りエアシリンダ、このセキ折りエアシリンダを保持しセキ折りエアシリンダに加わる振動を吸収可能なＸ−Ｙフレームを有して成る。

特開２００６−３３４６３１号公報

ところが、この特許文献１による自動折断装置では、ダイカストマシンからロボットにて取り出し、搬送されたダイカスト製品を製品固定機構によって挟持固定するから、ダイカスト製品自体を製品固定機構に移しかえる必要があり、面倒である。しかも、下降するハンマーによる打撃作用で不要部分を叩き折るとしても、一時的な急激な下降力の付与はエアシリンダに対する圧搾エアの供給態様によって異なるのであり、十分な打撃力が得られない場合もあった。そればかりでなく振動吸収用のＸ−Ｙフレームは、下降されるハンマー部による衝撃を自身が上方に撓むことで吸収するも、繰り返しての衝撃によって次第に疲弊し、撓み限界を超えるようになると衝撃吸収力が減退し、破壊されてしまうことがある。

そこで本発明は上述したような従来存した諸事情に鑑み創出されたもので、その目的は所定の鋳造装置によって鋳造された鋳造製品を取り出した後、いわゆるロボットアームによって握持した鋳造製品が持ち来される所定の作業位置で、ロボットアームにて空中に浮いた、いわば三次元的に握持されたままの鋳造製品における不要部分を迅速に、またロボットアームの毀損その他を生じさせずに分離切断でき、鋳造製品の取り出し、不要部分の分離等の一連の作業を効率的に行えるようにした鋳造製品からの不要部分の打撃式分離切断装置を提供することにある。

上述した課題を解決するため、本発明にあっては、後述する発明を実施するための形態における使用符号を付記して説明すると、鋳造装置Ｍから所定のロボットアームＲによって握持し取り出された金型鋳造製品Ｄの移動搬送の三次元の経路中に配置される設置ベース１と、この設置ベース１の下面に配装されたエアシリンダ構造の打撃器２とから成り、打撃器２は、設置ベース１の下面に鉛直方向に沿って下方に向けて配置されているシリンダ筐体３と、このシリンダ筐体３の下方に突出状に連結した案内筒４と、この案内筒４の下端から先端が突出するよう、シリンダ筐体３内に配されていてシリンダ筐体３内を昇降するピストン５と一体状に形成した打撃ロッド６と、シリンダ筐体３の上部位置で開口形成した下降圧搾エア供給口７と、シリンダ筐体３の下部位置で開口形成した上昇圧搾エア供給口８と、シリンダ筐体３内で下降したピストン５を停止させるようシリンダ筐体３内の下部にリング状に設けた衝撃吸収停止部９とを有して成り、打撃器２における打撃ロッド６の動作速度は８Ｍ／ｓ以上とし、またピストン５に対する下降圧搾エアの印加圧力は４Ｋ／ｃｍ²以上としてあることを特徴とする。
また、打撃器２における打撃ロッド６の動作速度は９．２Ｍ／ｓとすることが好ましく、またピストン５に対する下降圧搾エアの印加圧力は５Ｋ／ｃｍ²とすることが好ましいものとして構成することができる。

以上のように構成された本発明に係る鋳造製品からの不要部分の打撃式分離切断装置にあって、鋳造装置Ｍによって鋳造成形された金型鋳造製品ＤがロボットアームＲによって握持して取り出され、製品保管エリア等に三次元的に移動搬送される途中において、打撃器２から瞬間的に突出される打撃ロッド６が金型鋳造製品Ｄに繋がっている不要部分Ｓを打撃し、これを叩き折りして金型鋳造製品Ｄから分離切断させる。
打撃器２における打撃ロッド６の動作速度は８Ｍ／ｓ以上とし、またピストン５に対する下降圧搾エアの印加圧力は４Ｋ／ｃｍ²以上としてあることで、打撃ロッド６の瞬間的、急激な鉛直方向に沿う突出作用で不要部分Ｓを叩き、金型鋳造製品Ｄと繋げている堰部位で折り曲げ、分離切断させる。
打撃ロッド６の動作速度が８Ｍ／ｓ未満であったり、またピストン５に対する下降圧搾エアの印加圧力が４Ｋ／ｃｍ²未満であったりしたときには、十分な打撃力を付与できずに繋げている堰部位で残置させる場合がある。特に、打撃ロッド６の動作速度を９．２Ｍ／ｓとし、またピストン５に対する下降圧搾エアの印加圧力を５Ｋ／ｃｍ²とすることで、一般的に通常使用されるエア供給源Ａとしてのコンプレッサーによっても十分に対応可能にさせる。

本発明は以上説明したように構成されているため、鉛直方向に沿って下方に向けて配置されているシリンダ筐体３から瞬間的に急激に突出される打撃ロッド６が金型鋳造製品Ｄに繋がっている不要部分Ｓを打撃し、その堰部分から叩き折りすることで不要部分Ｓを金型鋳造製品Ｄから分離し切断させることができる。しかも、低コストで安全且つ効率的に堰部位等での不要部分Ｓの分離作業を行うことができ、また鋳造装置Ｍから金型鋳造製品Ｄを取り出し、ロボットアームＲにて三次元的に握持させたままで瞬間的に切断作業を行えることで、ロボットアームＲに対して衝撃を与えずに済み、分離切断作業に起因するロボットアームＲの故障、不具合等は生じない。

すなわちこれは、本発明において、金型鋳造製品Ｄの移動搬送の三次元の経路中に配置される設置ベース１、この設置ベース１の下面に配装の打撃器２から成り、打撃器２は、シリンダ筐体３、このシリンダ筐体３に連結した案内筒４、この案内筒４から突出して、シリンダ筐体３内を昇降するピストン５と一体の打撃ロッド６、シリンダ筐体３の上下部で開口形成した下降圧搾エア供給口７・上昇圧搾エア供給口８、ピストン５を停止させる衝撃吸収停止部９を有し、打撃器２における打撃ロッド６の動作速度は８Ｍ／ｓ以上とし、またピストン５に対する下降圧搾エアの印加圧力は４Ｋ／ｃｍ²以上としたからである。これによって、鋳造装置Ｍから取り出した金型鋳造製品ＤをロボットアームＲで握持したままでの不要部分Ｓに対する瞬間的打撃による分離切断、ロボットアームＲに対する衝撃等の悪影響の皆無、迅速な作業の遂行等を可能にしている。

また、打撃ロッド６の動作速度を９．２Ｍ／ｓとし、またピストン５に対する下降圧搾エアの印加圧力を５Ｋ／ｃｍ²とすることで、一般的に通常使用されるコンプレッサーによって十分に対応可能であるから、打撃ロッド６による瞬間的な打撃力を増大させるための大型設備も別に用意する必要がないばかりでなく、ロボットアームＲによる移動搬送経路中に配置することで一連の作業を効率的に遂行可能にする。

尚、上記の課題を解決するための手段、発明の効果の項それぞれにおいて付記した符号は、図面中に記載した構成各部を示す部分との参照を容易にするために付した。本発明は、これらの記載、図面中の符号等によって示された構造・形状等に限定されない。

本発明を実施するための一形態を示す断面図である。同じく鋳造製品に繋がっている不要部分を打撃し、切断分離するときの断面図である。同じく本発明装置の配置例を示す平面図である。

以下、図面を参照して本発明を実施するための一形態を説明すると、図において示される符号１は設置ベースであり、例えば鋳造装置Ｍによって鋳造成型される金型鋳造製品Ｄにおけるオーバーフロー物、湯口方案部分、バリ等の余剰物である不要部分Ｓを除去すべき作業場所等に、本発明をこの設置ベース１によって取付、据え付けることができるようにしている。

その取付、据付場所は、図３に示すように例えば鋳造装置Ｍの側方に配置されている、金型鋳造製品Ｄを取り出すロボットアームＲによる取出位置と、製品保管場所・搬出場所更には搬出コンベア等の保管搬出エリア位置との間で往復する作動範囲の三次元の搬送経路上の所定位置に設定される。そして、ロボットアームＲによって握持されている金型鋳造製品Ｄが三次元的に移動搬送される途中において、本発明分離切断装置の配置位置で、いわば空中に浮いているような状態で一時的に搬送を停止させて、金型鋳造製品Ｄに堰部分によって繋がっている不要部分Ｓを瞬間的に打撃し、堰部分を折り曲げ状にして金型鋳造製品Ｄから分離切断するようにしている。

設置ベース１の下面にはエアシリンダ構造の打撃器２が配装されており、この打撃器２は供給される圧搾エアによって瞬間的、急激に下方に突出して不要部分Ｓを打撃する進退自在な打撃ロッド６を備えている。すなわち、図示のように設置ベース１の下面に鉛直方向に沿って下方に向けて配置されているシリンダ筐体３と、このシリンダ筐体３の下方に突出状に連結した案内筒４と、この案内筒４の下端から先端が突出するよう、シリンダ筐体３内に配されていてシリンダ筐体３内を昇降するピストン５と一体状に形成した打撃ロッド６と、シリンダ筐体３の上部位置で開口形成した下降圧搾エア供給口７と、シリンダ筐体３の下部位置で開口形成した上昇圧搾エア供給口８と、シリンダ筐体３内で下降したピストン５を停止させるようシリンダ筐体３内の下部にリング状に設けた衝撃吸収停止部９とを有して成る。

下降圧搾エア供給口７、上昇圧搾エア供給口８それぞれに対する圧搾エアの供給は、これらの供給口それぞれに接続される供給管それぞれを経て、コンプレッサーの如き所定の圧縮されたエアを形成するエア供給源Ａから供給されるものとしてある。そして、下降圧搾エア供給口７を経てのピストン５に対する下降圧搾エアの印加圧力は４Ｋ／ｃｍ²以上、好ましくは５Ｋ／ｃｍ²とし、また打撃器２における打撃ロッド６の動作速度は８Ｍ／ｓ以上、好ましくは９．２Ｍ／ｓとなるようにして圧搾エア圧を調整設定してある。

なお、一般的に使用されるコンプレッサーによって形成される圧搾エア圧を考慮すると、下降圧搾エアの印加圧力は４Ｋ／ｃｍ²以上、６Ｋ／ｃｍ²未満とし、また打撃ロッド６の動作速度は８Ｍ／ｓ以上、１０Ｍ／ｓ未満とすることが適当である。必要があれば、印加圧力を６Ｋ／ｃｍ²としたり、動作速度を１０Ｍ／ｓ以上とすることも可能であるも、このような場合には大型のエア供給源Ａを別途用意する必要がある。

また、下降圧搾エア供給口７は、打撃ロッド６を瞬間的に、急激に案内筒４から打撃ロッド６を突出下降させるため、一時的に大量の圧搾エアがシリンダ筐体３内に供給されるように口径を大きく形成してある。

また、打撃ロッド６の先端は例えば円錐形等の錐体状に形成されていて、金型鋳造製品Ｄに繋がっている不要部分Ｓに強い打撃力を付与し、叩き折りが円滑に行えるように配慮してある。

衝撃吸収停止部９は、シリンダ筐体３内の下部である案内筒４側で、上昇圧搾エア供給口８の上方に位置決めさせて配装されており、打撃ロッド６が昇降挿通される挿通孔を中心に開口されている例えばゴムの如き軟弾性素材による肉厚なドーナツ状・リング状に形成されている。もとより、急激に下降するピストン５が衝接するときの衝撃を吸収してこれを停止させればよいので、リング状に巻回形成したスプリング材によることも可能である。なお、挿通孔の内径は、打撃ロッド６の外径に比しやや大径にしてあってピストン５に対する下降用圧搾エアによる下降作用が付与されるとき、大きな接触抵抗を受けることなく急激な下降が行われるようにしている。

以上のように構成された本発明に係る分離切断装置は、例えば図３に示すように、鋳造装置Ｍの側方に配置されている金型鋳造製品Ｄの取出用のロボットアームＲにおける取出後の三次元の移動搬送経路の所定の途中位置に設置される。そして、金型鋳造製品Ｄから不要部分Ｓを強制的に叩き折りして分離切断するには、ロボットアームＲによって鋳造装置Ｍから取り出された金型鋳造製品Ｄの三次元的な移動搬送中に本発明装置部位で一時的に停止される。すなわち、いわば浮いている状態の儘で金型鋳造製品Ｄが停止された、その停止中に打撃器２が作動し、打撃ロッド６が金型鋳造製品Ｄに繋がっている不要部分Ｓを瞬間的、急激に打撃して不要部分Ｓを切断するのである。分離切断された不要部分Ｓは、そのまま下方に落下して例えば保管ボックス内に保管され、金型鋳造製品ＤはロボットアームＲによってそのまま移動搬送されて不要部分Ｓの保管ボックスとは別の所定の保管搬出エリアに持ち来される。

ここで、本発明装置の具体例を説明すると、打撃器２の構成として、シリンダ筐体３の内径を３２ｍｍ、ピストン５の重量を２２０ｇ、そのストロークを１３０ｍｍ、破壊有効ストロークを５ｍｍ、下降圧搾エア供給口７から供給する下降用圧搾エアの印加圧力を５Ｋ／ｃｍ²として実施したところ、打撃ロッド６の動作速度は９．２Ｍ／ｓであり、打撃時間（突き当たった時間）は０．０１４秒であった。このときの打撃力は１４．７５Ｋｇｆであり、打撃時の騒音は約９０ＤＢ前後であった。

なお、打撃力の計算は下記の通りである。
ニュートンの法則Ｆ＝ｍａから
Ｆ＝０．２２Ｋｇ９．２ｍｓ＝２．０２４ＫＮ
また、衝撃力はＦ成分を衝突時間で割ることで
Ｆ÷０．０１４＝１４４．５７Ｎであり、ニュートン表示をＫｇ表示に換算すると、
１４４．５７Ｎ÷９．８＝１４．７５Ｋｇｆ（衝撃力）である。

本実施例によれば、これの衝撃力は、ロボットアームＲによって空中に浮いた状態の、いわば三次元的に握持されている金型鋳造製品Ｄに繋がっている不要部分Ｓを瞬間的に打撃して確実に叩き折りし、またロボットアームＲに対する衝撃・負荷その他はほとんど認められなかった。なお、実証実験では１日あたり２０時間稼働させ、半年間で行ったがロボットアームＲ自体、また打撃器２自体のいずれにも不具合は生じなかった。

Ａ…エア供給源Ｄ…金型鋳造製品
Ｍ…鋳造装置Ｒ…ロボットアーム
Ｓ…不要部分
１…設置ベース２…打撃器
３…シリンダ筐体４…案内筒
５…ピストン６…打撃ロッド
７…下降圧搾エア供給口８…上昇圧搾エア供給口
９…衝撃吸収停止部

Claims

鋳造装置から所定のロボットアームによって握持し取り出された金型鋳造製品の移動搬送の三次元の経路中に配置される設置ベースと、この設置ベースの下面に配装されたエアシリンダ構造の打撃器とから成り、打撃器は、設置ベースの下面に鉛直方向に沿って下方に向けて配置されているシリンダ筐体と、このシリンダ筐体の下方に突出状に連結した案内筒と、この案内筒の下端から先端が突出するよう、シリンダ筐体内に配されていてシリンダ筐体内を昇降するピストンと一体状に形成した打撃ロッドと、シリンダ筐体の上部位置で開口形成した下降圧搾エア供給口と、シリンダ筐体の下部位置で開口形成した上昇圧搾エア供給口と、シリンダ筐体内で下降したピストンを停止させるようシリンダ筐体内の下部にリング状に設けた衝撃吸収停止部とを有して成り、打撃器における打撃ロッドの動作速度は８Ｍ／ｓ以上とし、またピストンに対する下降圧搾エアの印加圧力は４Ｋ／ｃｍ²以上としてあることを特徴とする鋳造製品からの不要部分の打撃式分離切断装置。
打撃器における打撃ロッドの動作速度は９．２Ｍ／ｓとし、またピストン５に対する下降圧搾エアの印加圧力は５Ｋ／ｃｍ²とする請求項１に記載の鋳造製品からの不要部分の打撃式分離切断装置。