JP2018008283A

JP2018008283A - 鋳造製品からの不要部分の打撃式分離切断装置

Info

Publication number: JP2018008283A
Application number: JP2016137569A
Authority: JP
Inventors: 義則山喜; Yoshinori Yamaki
Original assignee: ROBOTECH CO Ltd
Current assignee: ROBOTECH CO Ltd
Priority date: 2016-07-12
Filing date: 2016-07-12
Publication date: 2018-01-18

Abstract

【課題】金型鋳造製品における不要部分を、打撃時速度の阻害要素を極限まで低減しつつ瞬間的に打撃して確実に叩き折りすることができるようにする。【解決手段】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とを有する。下降圧搾エア供給口７に第１弁体１１を介して接続したエアタンクＡと、上昇圧搾エア供給口８に第２弁体１２を介して接続した真空タンクＶと、両弁体１１，１２を同時に開閉する状態に作動制御する弁体制御手段１３とを設ける。【選択図】図２

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るもので、特にロボットアーム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に繋がっている前記不要部分を瞬間的に打撃して確実に叩き折りすることで、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大きくなっているため、後工程で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に示される鋳造製品からの不要部分の打撃式分離切断装置が提案されている。

この特許文献１の打撃式分離切断装置は、鋳造装置からロボットアームで握持して取り出した金型鋳造製品の三次元の移動搬送経路中に配置した設置ベースの下面に打撃器を配装し、打撃器は、シリンダ筐体の下方に突出状に連結した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し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、シリンダ筐体の上下部で開口形成した下降圧搾エア供給口・上昇圧搾エア供給口と、シリンダ筐体内の下部に設けた衝撃吸収停止部とを有し、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以上として構成して成る。

特開２０１６−８７６７２号公報

ただ、この特許文献１による打撃式分離切断装置は、下降圧搾エア供給口からの下降圧搾エアの圧力によってピストンがシリンダ筐体内を強制下降するとき、シリンダ筐体内の下部からのエア圧力によりピストンの下降に対する背圧として働くため、この背圧がピストンの打撃時速度の阻害要素となり、十分な打撃力が得られないことがあった。

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、当該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、打撃時速度の阻害要素を極限まで低減させつつ瞬間的に打撃して確実に叩き折りすることが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内に配されていて当該シリンダ筐体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とを有して成り、前記下降圧搾エア供給口７に第１弁体１１を介して接続されたエアタンクＡと、前記上昇圧搾エア供給口８に第２弁体１２を介して接続された真空タンクＶと、前記第１弁体１１の開成（ＯＮ）時でのシリンダ筐体３内の上部位置へのエアタンクＡからの圧搾エア供給と同時に、前記第２弁体１２を開成（ＯＮ）となしてシリンダ筐体３内の下部位置から真空タンクＶへの排気を可能にするよう両弁体１１，１２を作動制御する弁体制御手段１３とを備えたことを特徴とする。
また、前記エアタンクＡは切換用逆止弁１４を介して第２弁体１２に接続され、前記弁体制御手段１３は、ピストン５の下降位置において、第１弁体１１および第２弁体１２の閉成（ＯＦＦ）と同時に切換用逆止弁１４を開成するよう制御し、第２弁体１２を介してシリンダ筐体３内の下部位置へのエアタンクＡからの圧搾エア供給を可能にする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。
弁体制御手段１３は、第１弁体１１の開成（ＯＮ）時でのシリンダ筐体３内の上部位置へのエアタンクＡからの圧搾エア供給と同時に、第２弁体１２を開成（ＯＮ）となしてシリンダ筐体３内の下部位置から真空タンクＶへの排気を可能にするよう両弁体１１，１２を同時に開閉する状態に作動制御する。すなわち、打撃ロッド６側に真空タンクＶを設けていることで、ピストン５の打撃時の阻害要素となる背圧を弾性排気させ、ピストン５の打撃時の動作速度を極限まで高める。
また、弁体制御手段１３は、ピストン５の下降位置において、第１弁体１１および第２弁体１２の閉成（ＯＦＦ）と同時に、切換用逆止弁１４を開成するよう制御し、第２弁体１２を介してシリンダ筐体３内の下部位置へのエアタンクＡからの圧搾エア供給を可能となるから、不要部分Ｓに対する瞬間的打撃による分離切断後のピストン５を迅速且つスムーズに上昇復帰させる。

本発明は以上説明したように構成されているため、ロボットアームＲによって握持した金属鋳造製品Ｄが持ち来される所定の作業位置で、当該ロボットアームＲにて例えば空中に浮いた、いわば三次元的に握持されたままの金型鋳造製品Ｄにおける不要部分Ｓを、打撃時速度の阻害要素を極限まで低減させて瞬間的に打撃して確実に叩き折りすることができる。

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内から突出して当該シリンダ筐体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を有し、前記下降圧搾エア供給口７に第１弁体１１を介して接続されたエアタンクＡと、前記上昇圧搾エア供給口８に第２弁体１２を介して接続された真空タンクＶと、前記第１弁体１１の開成（ＯＮ）時でのシリンダ筐体３内の上部位置へのエアタンクＡからの圧搾エア供給と同時に、前記第２弁体１２を開成（ＯＮ）となしてシリンダ筐体３内の下部位置から真空タンクＶへの排気を可能にするよう両弁体１１，１２を同時に開閉する状態に作動制御する弁体制御手段１３とを備えたからである。これによって、鋳造装置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を確実なものとする。

また、前記エアタンクＡは切換用逆止弁１４を介して第２弁体１２に接続され、前記弁体制御手段１３は、ピストン５の下降位置において、第１弁体１１および第２弁体１２の閉成（ＯＦＦ）と同時に切換用逆止弁１４を開成するよう制御し、第２弁体１２を介してシリンダ筐体３内の下部位置へのエアタンクＡからの圧搾エア供給を可能にするので、不要部分Ｓに対する瞬間的打撃による分離切断後のピストン５の上昇復帰を迅速且つスムーズに行うことができる。

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。同じく金型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。

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（図示を省略）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によって取り付け、据え付けることができるようにしている。

その取り付け、据え付け場所は、例えば鋳造装置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は、例えば電磁ソレノイド切換弁等の第１弁体１１を介して、圧縮されたエアを形成するコンプレッサー付きのエアタンクＡに接続されている。なお、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。

前記上昇圧搾エア供給口８は、例えば電磁ソレノイド切換弁等の第２弁体１２を介して、エアを強制吸引する真空ポンプ付きの真空タンクＶに接続されている。なお、上昇圧搾エア供給口８は、一時的に大量のエアをシリンダ筐体３内から排気させるように口径を大きく形成してある。

前記第１弁体１１および第２弁体１２は、当該両弁体１１，１２を同時に開閉制御するために所定の通電制御用回路等を使用した弁体制御手段１３に接続されている。すなわち、この弁体制御手段１３は、第１弁体１１の開成（ＯＮ）時でのシリンダ筐体３内の上部位置へのエアタンクＡからの圧搾エア供給と同時に第２弁体１２を開成（ＯＮ）となしてシリンダ筐体３内の下部位置から真空タンクＶへの排気を可能にするよう両弁体１１，１２を同時に開閉する状態となるように作動制御する。

また、前記エアタンクＡは切換用逆止弁１４を介して第２弁体１２に接続されている。前記弁体制御手段１３は、打撃ロッド６による不要部分Ｓの切断後のピストン５の下降位置において、第１弁体１１および第２弁体１２の閉成（ＯＦＦ）と同時に切換用逆止弁１４を開成するように制御し、第２弁体１２を介してシリンダ筐体３内の下部位置へのエアタンクＡからの圧搾エア供給を可能にしている。

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、鋳造装置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。

この不要部分Ｓの打撃による切断に際し、弁体制御手段１３は、第１弁体１１を開成（ＯＮ）して、上部位置の下降圧搾エア供給口７からシリンダ筐体３内へエアタンクＡの圧搾エアが供給されると同時に、第２弁体１２を開成（ＯＮ）となして下部位置の上昇圧搾エア供給口８からシリンダ筐体３内のエアを真空タンクＶ側へ排気させる。これにより、シリンダ筐体３内において、ピストン５の上方側が正圧で下方側が負圧となり、ピストン５の動作速度を高めることができる。

すなわち、打撃ロッド６の打撃時瞬間速度Ｖ、打撃ロッド６の打撃時間Ｔ、ピストン５および打撃ロッド６の質量Ｍとすると、打撃力はＭ×Ｖ÷Ｔに比例する。因みに、打撃力のエネルギーは打撃時瞬間速度Ｖの二乗に比例する。したがって、打撃力は打撃時瞬間速度Ｖの増加に伴って倍増され、打撃力のエネルギーは打撃時瞬間速度Ｖが２倍になれば４倍に増加する。これにより、ピストン５の動作速度を高めることで打撃ロッド６の打撃時間Ｔも短くなり、打撃力が極限まで高めることができる。

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。

Ｄ…金型鋳造製品Ｒ…ロボットアーム
Ｓ…不要部分Ａ…エアタンク
Ｖ…真空タンク
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１１…第１弁体
１２…第２弁体１３…弁体制御手段
１４…切換用逆止弁

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、このシリンダ筐体内に配されていて当該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を有して成る鋳造製品からの不要部分の打撃式分離切断装置において、
前記下降圧搾エア供給口に第１弁体を介して接続されたエアタンクと、前記上昇圧搾エア供給口に第２弁体を介して接続された真空タンクと、前記第１弁体の開成時でのシリンダ筐体内の上部位置へのエアタンクからの圧搾エア供給と同時に、前記第２弁体を開成となしてシリンダ筐体内の下部位置から真空タンクへの排気を可能にするよう両弁体を同時に開閉する状態に作動制御する弁体制御手段とを備えた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。
前記エアタンクは切換用逆止弁を介して第２弁体に接続され、前記弁体制御手段は、ピストンの下降位置において、第１弁体および第２弁体の閉成と同時に切換用逆止弁を開成するよう制御し、第２弁体を介してシリンダ筐体内の下部位置へのエアタンクからの圧搾エア供給を可能にするものとした請求項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。