JP2016101597A - 鋳型バラシ方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】鋳型バラシ条件の調整幅が大きい汎用鋳造ラインにも適用可能な鋳型バラシ方法及び装置を提供する。【解決手段】複数台のシェイクアウトマシン１４ａ、１４ｂを直列または並列に配列し、造型、注湯、解枠する鋳型に対し、鋳型模型毎にシェイクアウトマシンへの投入位置を登録した造型条件データに基づき、注湯後の鋳物素材を内包した鋳型１を、シェイクアウトマシンの所定位置にモールドプッシャ１２によって投入する。シェイクアウトマシン１４ａ、１４ｂは格子の粗いものと細かいものとを組み合わせることができる。【選択図】図１

Description

本発明は、シェイクアウトマシンを用いた鋳型バラシ方法及び装置に関するものであり、特に、生砂鋳型を用いた鋳物の多品種少量生産を行なう汎用鋳造設備に用いるのに適した、鋳型バラシ方法及び装置に関するものである。

シェイクアウトマシンを用い、注湯済みの鋳型を鋳物砂と鋳造された鋳物素材とに分離する鋳型バラシを行なうことは、従来から広く行われている。しかしこのシェイクアウトマシンを用いた鋳型バラシは、シェイクアウトマシンの格子の目を細かくすると鋳物砂の持ち出しが多くなり、逆に格子の目を粗くすると鋳物素材が格子に衝突して打痕が生じ易くなり、また鋳物素材が格子に引っ掛かり易くなるという問題を有している。

特に生産する鋳物素材の種類が多く、材質、サンドメタル比、鋳込み量、冷却時間の変動幅が大きい汎用鋳造ラインにおいては、シェイクアウトマシンの調整要素としては、振動モータの加振力の調整以外には格子の穴埋めがあるのみである。これらの手段によって調整し切れない場合には、振動モータをインバータ制御としてその回転数を変更できるようにし、調整幅の増加を図る場合もある。しかしながらインバータ制御を付加してもなお、鋳型バラシ条件の振れ幅が大きいため、満足する調整が行えないのが現状である。

そこでそのような場合には止むを得ず、モータの取付角度の変更、格子の改造、格子の取換という大きな改造が必要となる。しかし汎用鋳造ラインにおいては、仕掛ける鋳物方案が替わった場合には新たな不具合が発生することがあり、不具合発生と対策とを繰り返す「いたちごっこ」となる場合も多い。

このため、造型条件ごとに鋳型バラシ条件を変更することができるシェイクアウトマシンを用いた鋳型バラシ装置が求められており、この要望に応えるために、本発明者は特許文献１、２の鋳型バラシ装置を先に開発した。

特許文献１、２の装置は、上流側に目開きの大きい格子を配置し、下流側に目開きの小さい格子を配置した構造である。しかし目開きの小さい格子への変更部において鋳物素材の引っ掛かりが生じ易いという問題があった。

また、振動トラフ本体が平行移動を行なう振動となるようトラフの重心に加振力が加わるように振動モータの位置や角度を設定しているのであるが、機長が長いトラフのシェイクアウトマシンを使用する場合、搬送物の偏荷重により重心が変わり、振動トラフ本体がシーソーのような挙動を示し、鋳型バラシ能力や鋳物素材の搬送に支障をきたす場合があった。

特に特許文献１の鋳型バラシ装置は、シェイクアウトマシンの上部に振動シュートを配置したため、移し替え落差が若干大きくなり、鋳物素材の割れや打痕の発生の可能性があった。また特許文献１の鋳型バラシ装置は、注湯済み鋳型の解砕により、蒸気を含んだ粉塵が熱気により上昇するシェイクアウトマシンの上部に傾動シュート付き走行台車を配置したレイアウトのため、蒸気を含んだ粉塵の付着や結露により、シェイクアウトマシンの上部に配置した装置の砂付着や、腐食による不具合が発生するおそれがあった。

また特許文献２の鋳型バラシ装置は、振動機械であるシェイクアウトマシンを横行させる構造であるため、設備が重厚長大となるという問題があった。

特許第３１３９６２０号公報 特許第３１３９６２１号公報

従って本発明の目的は上記した従来の問題点を解決し、鋳型バラシ条件の調整幅が大きく、材質、サンドメタル比、鋳込み量、冷却時間の変動幅が大きい汎用鋳造ラインにも適用可能な鋳型バラシ方法及び装置を提供することである。

上記の課題を解決するためになされた本発明の鋳型バラシ方法は、複数台のシェイクアウトマシンを直列または並列に配列し、造型、注湯、解枠する鋳型に対し、鋳型模型毎にシェイクアウトマシンへの投入位置を登録した造型条件データに基づき、注湯後の鋳物素材を内包した鋳型を、前記シェイクアウトマシンの所定位置にモールドプッシャによって投入することを特徴とするものである。

本発明においては、鋳型をシェイクアウトマシンの上流側に投入した後、そのシェイクアウトマシンの下流側に次の鋳型を投入させる場合には、タイマーにより投入を遅延させることができる。また、造型条件データに登録されるシェイクアウトマシンへの投入位置は、当日バラシ、翌日バラシの２パターンまたはそれ以上のパターンを設定可能とすることができる。また、横移動可能な台車に載せたモールドプッシャを用いて、前記シェイクアウトマシンに鋳型を投入することができ、あるいは位置固定された複数のモールドプッシャを用いて、前記シェイクアウトマシンに鋳型を投入することができる。

上記の課題を解決するためになされた本発明の鋳型バラシ装置は、直列または並列に配列された複数台のシェイクアウトマシンと、造型、注湯、解枠する鋳型に対し、鋳型模型毎にシェイクアウトマシンへの投入位置を登録した造型条件データに基づいて注湯後の鋳物素材を内包した鋳型を前記シェイクアウトマシンの所定位置に投入するモールドプッシャとを備えたことを特徴とするものである。

この発明においては、粗い格子を有するシェイクアウトマシンの下流に、細かい格子を有するシェイクアウトマシンを直列配置したり、格子の粗さが同一の複数台のシェイクアウトマシンを直列配置したり、格子の粗さが異なる複数台のシェイクアウトマシンを並列配置したりすることができる。

なお、直列配列されたシェイクアウトマシンの更に下流に第１の搬送装置と、第１の搬送装置に隣接する第２の搬送装置と、鋳物素材を第１の搬送装置からピックアップして第２の搬送装置に移し替えるマニピュレータとを配置することができ、さらに第１の搬送装置の更に下流に、鋳型を破砕する第２のシェイクアウトマシンを配置するとともに、第２のシェイクアウトマシンの下側に砂を回収するためのコンベヤを配置することができる。

本発明によれば、鋳型模型毎にシェイクアウトマシンへの投入位置を登録した造型条件データに基づき、鋳型をシェイクアウトマシンの所定位置にモールドプッシャによって投入するため、生産する鋳物素材の種類が多く、材質、サンドメタル比、鋳込み量、冷却時間の変動幅が大きい汎用鋳造ラインにも、調整幅が大きい鋳型バラシ方法及び装置を提供することができる。

また本発明では複数台のシェイクアウトマシンを用いているため、開き目の異なる格子を用いても、開き目の変更部で鋳物素材の引っ掛かりが発生しない。また本発明では複数台のシェイクアウトマシンを用いているため、それぞれのシェイクアウトマシンの機長を短くすることができ、搬送物の偏荷重が発生しても振動トラフ本体がシーソーのような挙動を示さず、鋳物素材の搬送に支障をきたさない。

またシェイクアウトマシンの側面からモールドプッシャにより鋳型を投入するので、移し替え落差を小さくすることができ、鋳物素材の割れや打痕を防止することができる。また本発明では、シェイクアウトマシンの上部に装置を配置する必要がないため、蒸気を含んだ粉塵の付着や結露による腐食等の発生を防止することができる。さらに本発明では、振動機械であるシェイクアウトマシンを横行させる必要がないため、設備が重厚長大となることもない。

第１の実施形態を示す平面図である。 図１のＡ−Ａ矢視図である。 図１のＢ−Ｂ矢視図である。 図１のＣ−Ｃ矢視図である。 図１のＤ−Ｄ矢視図である。 図１のＥ−Ｅ矢視図である。 第２の実施形態を示す平面図である。 図７のＡ−Ａ矢視図である。 図７のＤ−Ｄ矢視図である。 第３の実施形態を示す平面図である。

以下に本発明の実施形態を説明する。以下に示す各実施形態では何れも、シェイクアウトマシンの台数を２台としたが、３台以上とすることもできる。

図１〜図６は本発明の第１の実施形態を示すもので、図１に示される４は解枠ライン、８は第１のモールドプッシャ、１４ａ、１４ｂは直列配置された２台のシェイクアウトマシンである。図２、図３に示すように、解枠ライン４は注湯済みの鋳型１を内包した金枠２を定盤台車３に載せて搬送するラインである。

解枠ライン４と第１のモールドプッシャ８との間には、鋳型抜き上げ装置７が設けられている。この鋳型抜き上げ装置７は、鋳型１を内包した金枠２を解枠ライン４から直角に抜き出す台車５と、鋳型１を金枠２から上方に抜き出すパンチアップシリンダ６とを備えており、解枠ライン４で搬送されてきた鋳型１を金枠２から抜き出し、第１のモールドプッシャ８まで持ち上げる。

第１のモールドプッシャ８は、ローラチェーンまたはワイヤ等の横移動手段９によって横移動されるモールド押出板付き台車１０で構成されている。横移動手段９は、鋳型模型毎にシェイクアウトマシンへの投入位置を登録した造型条件データに基づき、直列配列されたシェイクアウトマシンの指定位置で鋳型を停止させる。図１及び図２に示すように、第１のモールドプッシャ８と平行に移動する台車１３が設けられており、この台車１３にはシリンダ１１を備えた第２のモールドプッシャ１２が搭載されており、所定位置で停止した鋳型１を、第１のモールドプッシャ８からシェイクアウトマシン１４ａ、１４ｂ上の所定位置に押出すことができる構造となっている。

このため、定盤台車３に載せられて解枠ライン４上を搬送されてきた鋳型１は鋳型抜き上げ装置７により第１のモールドプッシャ８に取出され、記憶装置に記憶された造型条件データに基づき、直列配置された２台のシェイクアウトマシン１４ａ、１４ｂ上の所定位置に対応する位置で停止する。台車１３は第１のモールドプッシャ８に追従して移動・停止し、第２のモールドプッシャ１２により、鋳型１をモールドプッシャ８からシェイクアウトマシン１４ａ、１４ｂのトラフ長さの範囲内に直角に押出す。この造型条件データは、造型、注湯、解枠する鋳型に対し、鋳型模型毎にシェイクアウトマシンへの投入位置を登録したデータである。

この第２のモールドプッシャ１２によるシェイクアウトマシン１４ａ、１４ｂ上への鋳型の移し替え位置は、それぞれの鋳型模型毎に設定することができるので、鋳型バラシ条件の調整幅が大きく異なり、材質、サンドメタル比、鋳込み量、冷却時間の変動幅が大きい汎用鋳造ラインにも適用可能となる。なお造型条件に登録する鋳型投入位置の設定は、例えば当日バラシ、翌日バラシの２パターンを設定することができる。

直列配置された２台のシェイクアウトマシン１４ａ、１４ｂは、上流側を目開きの大きい格子を有するものとし、下流側に目開きの小さい格子を有するものとすることができる。しかし目開きの大小は本発明の必須要件ではなく、同じ目開きとすることも可能である。鋳型１はシェイクアウトマシン１４ａ、１４ｂ上で鋳型バラシされ、鋳物素材１７が鋳物砂から分離される。

なお、鋳型１を上流側のシェイクアウトマシン１４ａに投入した後、下流側のシェイクアウトマシン１４ｂに次の鋳型１を投入させる場合には、相互の緩衝を避けるため、タイマーにより後の鋳型１の投入を遅延させることが好ましい。

図１に示されるように、シェイクアウトマシン１４ｂの下流には、エプロンコンベヤ等の第１の搬送装置１５が配置され、鋳物素材１７を矢印方向に搬送する。この第１の搬送装置１５の側方には単数または複数のマニピュレータ１６が配置されており、第１の搬送装置１５上の鋳物素材１７をピックアップし、パレットコンベヤ等の第２の搬送装置１８に移し替える。

なお、第１の搬送装置１５の下流には第２のシェイクアウトマシン１９が配置されており、鋳物素材１７が回収された後の鋳型を破砕し、図２、図３に示される下流のベルトコンベヤ２０に移し替え、図示しない砂処理装置に回収する。

以上に説明した第１の実施形態は、生産される鋳物素材１７が多品種少量生産であり、受注した鋳物素材により鋳型バラシ条件が大きく変動する場合に採用される。

図７〜図９に本発明の第２の実施形態を示す。
前記した第１の実施形態では、第２のモールドプッシャ１２を台車１３に搭載して移動可能とし、直列配置された２台のシェイクアウトマシン１４ａ、１４ｂ上のトラフ長さ範囲の任意の位置に、例えばシリンダ１１によって鋳型１を投入できるようにした。しかし第２の実施形態では、第２のモールドプッシャ１２を複数台とし、複数の固定位置に設置した。このため第２のモールドプッシャ１２を２台とした場合には、記憶装置に記憶された造型条件データに基づき、鋳型１は何れかの位置でシェイクアウトマシン１４ａ、１４ｂ上に押し出される。

この第２の実施形態は、受注した鋳物素材１７が、例えばシリンダブロック、シリンダヘッドと足回り部品のように例えば３種類に大別できるような場合に採用される。この場合、第２のモールドプッシャ１２は、シリンダブロック、シリンダヘッド用と、足回り部品用の２台とするか、あるいはシリンダブロック用、シリンダヘッド用、足回り部品用の３台とすることができる。

図１０に本発明の第３の実施形態を示す。
この第３の実施形態では、２台のシェイクアウトマシン１４ａ、１４ｂが間隔を明けて並列配置されており、それぞれのシェイクアウトマシン１４ａ、１４ｂの端部位置に、第２のモールドプッシャ１２を固定配置してある。鋳型１は第１のモールドプッシャ８のモールド押出板付き台車１０により第２のモールドプッシャ１２の位置まで移動され、第２のモールドプッシャ１２によってシェイクアウトマシン１４ａ、１４ｂの端部に押し出される。

並列配置されたシェイクアウトマシン１４ａ、１４ｂの出口にはエプロンコンベヤ等の第１の搬送装置１５が配置され、鋳物素材１７を矢印方向に搬送するのであるが、この第１の搬送装置１５上で鋳型が合流する。この際に鋳型どうしが干渉しないように、タイマーにて下流側のシェイクアウトマシン１４ｂへの鋳型の投入を遅延させる制御を行なう。

この第３の実施形態は、第２の実施形態と同様に、鋳物素材１７が、例えばシリンダブロック、シリンダヘッドと足回り部品のように例えば３種類に大別できるような場合に採用される。この点では第２の実施形態と同様であるが、それぞれの鋳物素材１７の砂を落とすシェイクアウトマシン１４ａ、１４ｂの格子形状を全く異なる寸法形状（例えば格子とパンチングメタル）としたい場合に適している。

以上に説明したように、本発明によれば、生産する鋳物素材の種類が多く、材質、サンドメタル比、鋳込み量、冷却時間の変動幅が大きい汎用鋳造ラインにも対応可能な、調整幅が大きい鋳型バラシ方法及び装置を提供することができる。

１ 鋳型
２ 金枠
３ 定盤台車
４ 解枠ライン
５ 台車
６ パンチアップシリンダ
７ 鋳型抜き上げ装置
８ 第１のモールドプッシャ
９ 横移動手段
１０ モールド押出板付き台車
１１ シリンダ
１２ 第２のモールドプッシャ
１３ 台車
１４ａ シェイクアウトマシン
１４ｂ シェイクアウトマシン
１５ 第１の搬送装置
１６ マニピュレータ
１７ 鋳物素材
１８ 第２の搬送装置
１９ 第２のシェイクアウトマシン
２０ ベルトコンベヤ

Claims (11)

1. 複数台のシェイクアウトマシンを直列または並列に配列し、造型、注湯、解枠する鋳型に対し、鋳型模型毎にシェイクアウトマシンへの投入位置を登録した造型条件データに基づき、注湯後の鋳物素材を内包した鋳型を、前記シェイクアウトマシンの所定位置にモールドプッシャによって投入することを特徴とする鋳型バラシ方法。
2. 鋳型をシェイクアウトマシンの上流側に投入した後、そのシェイクアウトマシンの下流側に次の鋳型を投入させる場合には、タイマーにより投入を遅延させることを特徴とする請求項１記載の鋳型バラシ方法。
3. 造型条件データに登録されるシェイクアウトマシンへの投入位置は、当日バラシ、翌日バラシの２パターンまたはそれ以上のパターンを設定可能としたことを特徴とする請求項１記載の鋳型バラシ方法。
4. 横移動可能な台車に載せたモールドプッシャを用いて、前記シェイクアウトマシンに鋳型を投入することを特徴とする請求項１記載の鋳型バラシ方法。
5. 位置固定された複数のモールドプッシャを用いて、前記シェイクアウトマシンに鋳型を投入することを特徴とする請求項１記載の鋳型バラシ方法。
6. 直列または並列に配列された複数台のシェイクアウトマシンと、造型、注湯、解枠する鋳型に対し、鋳型模型毎にシェイクアウトマシンへの投入位置を登録した造型条件データに基づいて注湯後の鋳物素材を内包した鋳型を前記シェイクアウトマシンの所定位置に投入するモールドプッシャとを備えたことを特徴とする鋳型バラシ装置。
7. 粗い格子を有するシェイクアウトマシンの下流に、細かい格子を有するシェイクアウトマシンを直列配置したことを特徴とする請求項６記載の鋳型バラシ装置。
8. 格子の粗さが同一の複数台のシェイクアウトマシンを直列配置したことを特徴とする請求項６記載の鋳型バラシ装置。
9. 格子の粗さが異なる複数台のシェイクアウトマシンを並列配置したことを特徴とする請求項６記載の鋳型バラシ装置。
10. 直列配列されたシェイクアウトマシンの更に下流に第１の搬送装置と、第１の搬送装置に隣接する第２の搬送装置と、鋳物素材を第１の搬送装置からピックアップして第２の搬送装置に移し替えるマニピュレータとを配置したことを特徴とする請求項６記載の鋳型バラシ装置。
11. 第１の搬送装置の更に下流に、鋳型を破砕する第２のシェイクアウトマシンを配置するとともに、第２のシェイクアウトマシンの下側に砂を回収するためのコンベヤを配置したことを特徴とする請求項１０記載の鋳型バラシ装置。

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