JP2022000312A - 方案除去システム - Google Patents

Abstract

【課題】ダイカスト鋳造品の形状に左右されることなく、振動や衝撃が加わった場合にも鋳造品をしっかりと保持して、方案を確実に除去する方案除去システムを提供する。【解決手段】ダイカスト鋳造品の製品部から方案を除去する方案除去システムである。トランスアクスルケース５０を搬送するロボット１０と、ロボット１０のアーム１１先端に取り付けられ、製品部５１を挟持するクランプハンド２０と、クランプハンド２０によって挟持されたトランスアクスルケース５０における方案に対して衝撃を付与する無反動工具と、を備えている。クランプハンド２０は、開閉することで製品部５１を挟むことが可能な一対の保持爪２３，２３と、一対の保持爪２３，２３における開閉方向に対向する部位に設けられ、内部に砂が収容された袋状の保持部２５と、保持部２５に対して空気を出し入れ可能な空気ポンプと、を有している。【選択図】図３

Description

本発明は、ダイカスト鋳造品の製品部から方案を除去する方案除去システムに関するものである。

ダイカスト鋳造品では、ランナー等に残留した溶湯が鋳造後に固化した方案が、製品となる部分（以下、「製品部」ともいう。）に一体的に連なることが知られている。このような方案を製品部から除去する際には、ハンマー等を使用して人力で方案を叩き落としたり、専用の折断装置を用いて方案を叩き折ったりするのが一般的である。

例えば特許文献１には、ハンマー部を方案に打ち下ろすエアシリンダを、当該エアシリンダに加わる振動を吸収可能な弾性支持フレームで保持するようにした自動折断装置が開示されている。

特開２００６−３３４６３１号公報

ところで、方案を製品部から除去する際には、方案が折断されるまで、ハンマー等を複数回方案に打ち下ろすのが一般的である。この点、上記特許文献１のものでは、固定用シリンダロッドの先端とクランプ受け台との間に方案を挟持するようにしているが、例えば方案の形状が複雑な場合には、方案をしっかりと固定し難いため、ハンマー部を打ち下ろした際の衝撃によりダイカスト鋳造品がずれてしまい、それ以後はハンマー部を狙った箇所に打ち下ろせないため、方案を除去することが困難となる場合がある。

ここで、挟持し易い部位でダイカスト鋳造品を固定することが考えられるが、固定用シリンダロッド等とハンマー部との位置関係は予め決まっているため、このような手法では、方案の配置（ランナー等の配置）が制限を受けることになり、鋳造時のガス抜き性が低下するおそれがある。

また、製品ごとに専用の固定治具を用いることも考えられるが、これでは、製造コストが増大するという問題がある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ダイカスト鋳造品の形状に左右されることなく、振動や衝撃が加わった場合にもダイカスト鋳造品をしっかりと保持して、方案を確実に除去することが可能な方案除去システムを提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明に係る方案除去システムでは、ロボットのアーム先端に取り付けられて、ダイカスト鋳造品を挟持するクランプハンドにおける、ダイカスト鋳造品に接触する部位の形状を、ダイカスト鋳造品の形状に合わせて、変化させるようにしている。

具体的には、本発明は、ダイカスト鋳造品の製品部から方案を除去する方案除去システムを対象としている。

そして、この方案除去システムは、上記ダイカスト鋳造品を搬送するロボットと、上記ロボットのアーム先端に取り付けられ、上記製品部を挟持するクランプハンドと、上記クランプハンドによって挟持された上記ダイカスト鋳造品における上記方案に対して振動または衝撃を付与する折断手段と、を備え、上記クランプハンドは、開閉することで上記製品部を挟むことが可能な一対の保持爪と、当該一対の保持爪における開閉方向に対向する部位に設けられ、内部に粉体が収容された袋状の保持部と、当該保持部に対して空気を出し入れ可能なポンプ手段と、を有していることを特徴とするものである。

この構成では、ダイカスト鋳造品を搬送する際に、クランプハンドの一対の保持爪にて、ダイカスト鋳造品の製品部を挟むと、一対の保持爪における開閉方向に対向する部位に設けられた保持部が製品部に接触することになる。

ここで、保持部は、内部に粉体が収容された袋状であることから、製品部の形状に合わせて保持部の形状（保持部の内部に収用された粉体の形状）が変化するので、製品部と保持部との接触面積を相対的に広くすることができる。このような状態で、ポンプ手段により保持部の内部から空気を抜くと、袋状の保持部の容積が相対的に小さくなることによって、内部の粉体が締め固められるので、保持部を製品部の形状に適合した形状のまま硬化させることができる。

このように、製品部との接触面積を相対的に広くした状態を維持したまま保持部を硬化させることで、方案に振動や衝撃が加わった場合にも、ダイカスト鋳造品を製品部でしっかりと保持することが、換言すると、ダイカスト鋳造品がずれるのを抑えることが可能となる。これにより、折断装置によって方案を確実に除去することができるとともに、方案の除去中にダイカスト鋳造品が落下するリスクをも低減することができる。

しかも、ダイカスト鋳造品の形状に左右されることなく製品部をしっかりと保持することが可能であることから、ダイカスト鋳造品の形状の自由度を向上させることができるとともに、方案の配置も制限を受けないので、鋳造時のガス抜き性を高めることができ、これらにより、ダイカスト鋳造品の品質を向上させることができる。

一方、ポンプ手段により保持部の内部に空気を入れると、袋状の保持部の容積が相対的に大きくなることによって、粉体が柔軟性を取り戻すので、ダイカスト鋳造品を容易に解放することができるとともに、次のダイカスト鋳造品を挟んだ際に、当該ダイカスト鋳造品の製品部の形状に合わせて保持部の形状を再び変化させることができる。

しかも、ダイカスト鋳造品を専用の折断装置等にセットすることなく、ロボットにより搬送中のダイカスト鋳造品を折断装置に近付けることで、方案を除去することが可能となることから、生産性を向上させることができる。

以上説明したように、本発明に係る方案除去システムによれば、ダイカスト鋳造品の形状に左右されることなく、振動や衝撃が加わった場合にもダイカスト鋳造品をしっかりと保持して、方案を確実に除去することができる。

本発明の実施形態に係る方案除去システムの一部を構成するロボットおよびクランプハンドを模式的に示す斜視図である。 方案除去の対象となるトランスアクスルケースを模式的に示す斜視図である。 クランプハンドを模式的に示す平面図である。 クランプハンドの要部を模式的に示す拡大図である。 無反動工具を用いて方案を除去する様子を模式的に説明する図である。 無反動工具のメカニズムを模式的に説明する図である。 振動工具を用いて方案を除去する様子を模式的に説明する図である。 その他の実施形態に係るクランプハンドを模式的に示す図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態１）
−システム全体構成−
図１は、本実施形態に係る方案除去システム１（図５参照）の一部を構成するロボット１０およびクランプハンド２０を模式的に示す斜視図であり、図２は、方案除去の対象となるトランスアクスルケース５０を模式的に示す斜視図である。ダイカスト鋳造品であるトランスアクスルケース５０には、図２に示すように、鋳型（図示せず）のキャビティに溶湯を供給するメインランナに残留した溶湯が鋳造後に固化した方案５３や、ガス抜き路を構成する減圧ランナーに残留した溶湯が鋳造後に固化した方案５５が、製品となる部分（以下、「製品部」ともいう。）５１に一体的に連なることが多い。

本実施形態の方案除去システム１は、トランスアクスルケース（ダイカスト鋳造品）５０の製品部５１から、このような方案５３，５５を除去するものであり、図１に示すように、トランスアクスルケース５０を搬送するロボット１０と、ロボット１０のアーム１１先端に取り付けられ、製品部５１を挟持するクランプハンド２０と、クランプハンド２０によって挟持されているトランスアクスルケース５０の方案５３，５５に対して衝撃を付与する無反動工具３０（図５参照）と、を備えている。

−ロボット−
ロボット１０は、所謂６軸多関節ロボットであり、コントローラ（図示せず）からの指令に基づき、サーボモーターの力で６つの関節を可動させてリンクを駆動させることで、アーム１１先端に取り付けられたハンドエフェクタを目的の位置に移動させるように構成されている。本実施形態の方案除去システム１において、ロボット１０は、主として、ハンドエフェクタの一種であるクランプハンド２０によって挟持されたトランスアクスルケース５０を工程間で搬送する役割を担っている。なお、図１の符号１３は、点灯することでロボット１０が可動中であることを警告する警告ランプ装置を示している。

−クランプハンド−
図３は、クランプハンド２０を模式的に示す平面図である。なお、図３では、図を見易くするために、方案５３，５５を図示省略している。このクランプハンド２０は、図３に示すように、本体部２１と、本体部２１に設けられた一対の保持爪２３，２３と、衝撃吸収ダンパ２９と、を有している。

このクランプハンド２０は、平行開閉式のものであり、一対の保持爪２３，２３が本体部２１の先端面２１ａと平行に移動して互いに近付く（閉じる）ことで、これら一対の保持爪２３，２３の間にトランスアクスルケース５０の製品部５１を挟む一方、一対の保持爪２３，２３が本体部２１の先端面２１ａと平行に移動して互いに離れる（開く）ことで、挟んだトランスアクスルケース５０を解放するように構成されている。

衝撃吸収ダンパ２９は、例えば、ゴム製であり、ゴム内部に空気が溜めることが可能に構成されているとともに、ゴム内部の空気を、空気孔（図示せず）を通じて、出し入れすることが可能に構成されている。本体部２１は、衝撃吸収ダンパ２９を介して、ロボット１０のアーム１１先端に取り付けられている。このように、衝撃吸収ダンパ２９を介して、本体部２１をロボット１０のアーム１１先端に取り付けることで、クランプハンド２０で挟持されたトランスアクスルケース５０の方案５３，５５に対して突き折り等を行った場合にも、ゴム製の衝撃吸収ダンパ２９が防振ゴムとして働くとともに、空気孔を通って出入する空気が、空気減衰力として働くことから、突き折り等による衝撃力がロボット１０に直接的に伝わるのを抑えることができる。

ところで、方案５３，５５を製品部５１から除去する際には、方案５３，５５が折断されるまで複数回衝撃を加えるが、図２に示すように、トランスアクスルケース５０の製品部５１は、複雑な形状をしており、しっかりと固定し難い（挟持し難い）ため、方案５３，５５に加えた衝撃によりトランスアクスルケース５０がずれてしまい、それ以後は狙った箇所に衝撃が加えられず、製品部５１から方案５３，５５を除去することが困難となるケースが想定される。

ここで、トランスアクスルケース５０やシリンダヘッド（図示せず）といったダイカスト鋳造品ごとに専用の固定治具を用いることも考えられるが、これでは、製造コストが増大するという問題がある。

そこで、本実施形態では、ロボット１０のアーム１１先端に取り付けられたクランプハンド２０における、トランスアクスルケース５０の製品部５１に接触する部位（保持部２５）の形状を、トランスアクスルケース５０の製品部５１の形状に合わせて、変化させるようにしている。

具体的には、本実施形態の方案除去システム１では、図３に示すように、クランプハンド２０の一対の保持爪２３，２３における開閉方向に対向する部位に、内部に粉体が収容された袋状の保持部２５を設けるとともに、保持部２５に対して空気を出し入れ可能なポンプ手段を、クランプハンド２０に設けるようにしている。

図４は、クランプハンド２０の要部を模式的に示す拡大図である。保持部２５は、図３に示すように、一対の保持爪２３，２３における開閉方向に対向する部位に、片方２つずつの計４つ設けられている。なお、図４では、図を見易くするために、片方の保持爪２３に設けられた２つの保持部２５のうち１つの保持部２５だけを図示している。

各保持部２５は、図４に示すように、例えば、ガスバリア性を有するゴム製の袋２５ａの内部に、粉体として砂２６を詰めるとともに、ゴム製の袋２５ａが製品部５１に直接触れることで破れるのを防止するために、ゴム製の袋２５ａに対して布製の袋２５ｂ，２５ｃを２重に被せることで形成されている。各保持部２５の内部は、砂２６が流出しないようにフィルター２４を介して空気ポンプ（ポンプ手段）２７と繋がっており、これにより、袋２５ａからの砂２６の流出を伴うことなく、保持部２５に対して空気を出し入れすることが可能になっている。

このような構成により、クランプハンド２０の一対の保持爪２３，２３にて、トランスアクスルケース５０の製品部５１を挟むと、図３に示すように、一対の保持爪２３，２３における開閉方向に対向する部位に設けられた保持部２５が製品部５１に接触することになる。そうして、各保持部２５は、内部に砂２６が収容された袋状であることから、図４に示すように、製品部５１の形状に合わせて保持部２５の形状（保持部２５の内部に収用された砂２６の形状）が変化するので、製品部５１と保持部２５との接触面積を相対的に広くすることができる。

このような状態で、空気ポンプ２７により保持部２５の内部から空気を抜くと、ゴム製の袋２５ａの容積が相対的に小さくなることによって、内部の砂２６が締め固められるので、保持部２５を製品部５１の形状に適合した形状のまま硬化させることができる。このように、製品部５１との接触面積を相対的に広くした状態を維持したまま保持部２５を硬化させることで、無反動工具３０によって方案５３，５５に衝撃が加えられた場合にも、トランスアクスルケース５０を製品部５１でしっかりと保持することが可能となる。

−無反動工具−
図５は、無反動工具３０を用いて方案５５を除去する様子を模式的に説明する図であり、図６は、無反動工具３０のメカニズムを模式的に説明する図である。無反動工具（折断手段）３０は、図６に示すように、本体部３１と、突き折り棒３３と、ボール状の重り３５と、エアノズル３７と、を備えている。

無反動工具３０の本体部３１には、図６に示すように、突き折り方向に延びる通路３１ａが設けられており、かかる通路３１ａ内に、突き折り棒３３およびボール状の重り３５が摺動可能に配置されている。通路３１ａの中央部（図６の破線で示す、突き折り棒３３の初期位置と重り３５の初期位置との間）には、高圧エアを供給するエアノズル３７が接続されている。

この無反動工具３０では、図６の黒塗り矢印で示すように、エアノズル３７から高圧エアが通路３１ａに供給されると、図６の白抜き矢印で示すように、エア圧で通路３１ａ内を摺動した突き折り棒３３が、本体部３１から突出して対象物に当接することにより、対象物に対して衝撃を付与するようになっている。また、これと同時に、エア圧によりボール状の重り３５を、図６のハッチング矢印で示すように、突き折り棒３３が摺動する向きと反対向きに発射することで、作用反作用の法則によって本体部３１の振れ（反動）を相殺（抑制）することが可能となっている。

−方案除去−
以上のように構成された方案除去システム１を用いて、トランスアクスルケース５０の製品部５１から方案５３，５５を除去する場合には、先ず、図３に示すように、クランプハンド２０の一対の保持爪２３，２３によってトランスアクスルケース５０の製品部５１を挟むとともに、製品部５１と接触している保持部２５の内部から空気ポンプ２７によって空気を抜く。上述の如く、保持部２５は、内部に砂２６が収容された袋状であることから、製品部５１が複雑な形状をしていても、製品部５１の形状に合わせて保持部２５の形状が変化するとともに、空気ポンプ２７により保持部２５の内部から空気を抜くことで砂２６が締め固められるので、製品部５１と保持部２５との接触面積を相対的に広くしたまま保持部２５を硬化させることができる。

そうして、ロボット１０にて、例えばトランスアクスルケース５０を或る工程から次工程へ移す合間等に、図５に示すように、トランスアクスルケース５０を無反動工具３０に近付ける。コントローラからの指令に基づくロボット１０の駆動により、トランスアクスルケース５０が所定の位置に来ると、無反動工具３０を作動させ、エア圧により本体部３１から突き折り棒３３を突出させて方案５３，５５に当接させる作業を、方案５３，５５が折断されるまで複数回連続して行う。

この際、無反動工具３０は、作用反作用の法則によって本体部３１の振れが抑制されるので、突き折り棒３３にて方案５３，５５を正確に打ち抜くことができるとともに、無反動工具３０の故障リスクを低減することができる。

また、製品部５１と保持部２５との接触面積を相対的に広くした状態を維持することで、トランスアクスルケース５０を製品部５１でしっかりと保持することができることから、方案５３，５５に衝撃が加わった場合にも、トランスアクスルケース５０がずれるのを抑えることが可能となるので、方案５３，５５を確実に除去することができるとともに、方案５３，５５の除去中に、トランスアクスルケース５０が落下するリスクをも低減することができる。

加えて、衝撃吸収ダンパ２９を介して、クランプハンド２０をロボット１０のアーム１１先端に取り付けていることから、突き折り棒３３による衝撃力がロボット１０に直接的に伝わるのを抑えることができ、これにより、ロボット１０の故障リスクを低減することができる。

そうして、方案５３，５５が除去された製品部５１を次工程へ移した後、空気ポンプ２７により保持部２５の内部に空気を入れると、袋状の保持部２５の容積が相対的に大きくなることによって、砂２６が柔軟性を取り戻すので、トランスアクスルケース５０を容易に解放することができるとともに、次のトランスアクスルケース５０を挟んだ際に、当該トランスアクスルケース５０の製品部５１の形状に合わせて保持部２５の形状を再び変化させることができる。

このように、本実施形態の方案除去システム１では、トランスアクスルケース５０を専用の折断装置等にセットすることなく、ロボット１０により搬送中のトランスアクスルケース５０を無反動工具３０に近付けることで、方案５３，５５を除去することが可能となることから、生産性を向上させることができる。

加えて、複雑な形状のトランスアクスルケース５０であっても、製品部５１でしっかりと保持することができることから、トランスアクスルケース５０の形状の自由度を向上させることができ、これにより、トランスアクスルケース５０の軽量化や、軽量化に伴う粗材費削減や、駄肉除去による品質向上を図ることができる。

さらに、トランスアクスルケース５０の形状に左右されることなく製品部５１をしっかりと保持することが可能であることから、方案５３，５５の配置も制限を受けないので、鋳造時のガス抜き性を高めることができ、これにより、トランスアクスルケース５０の品質をより一層向上させることができる。

（実施形態２）
本実施形態は、無反動工具３０に代えて振動工具を用いる点が、上記実施形態１と異なるものである。以下、実施形態１と異なる点を中心に説明を行う。

図７は、振動工具４０を用いて方案を除去する様子を模式的に説明する図である。なお、図７では、トランスアクスルケース５０を挟持しているクランプハンド２０を図示省略している。この振動工具４０は、図７に示すように、対象物に振動を付与する加振部４１と、シリンダによって対象物をチャックするチャック部４３と、制御部（図示せず）と、を備えている。

この振動工具４０では、ロボット１０にてトランスアクスルケース５０を或る工程から次工程へ移す合間等に、トランスアクスルケース５０を振動工具４０に近付けて、トランスアクスルケース５０が所定の位置に来ると、図７に示すように、制御部の制御によってチャック部４３が方案５３，５５をチャックするようになっている。

チャック部４３による方案５３，５５のチャックが完了すると、制御部の制御によって加振部４１が作動し、製品部５１に対して振動が付与される。この際、制御部は、ロボット１０やクランプハンド２０には影響せず、トランスアクスルケース５０にのみ影響する固有振動数を選択して、加振部４１を作動させる。このように、トランスアクスルケース５０に固有振動を付与することで、製品部５１から方案５３，５５を折断して確実に除去することができる。

本実施形態においても、製品部５１と保持部２５との接触面積を相対的に広くした状態を維持することで、トランスアクスルケース５０を製品部５１でしっかりと保持することができるので、製品部５１に振動が付与された場合にも、トランスアクスルケース５０がずれるのを抑えることが可能となるとともに、方案５３，５５の除去中に、トランスアクスルケース５０が落下するリスクをも低減することができる。

また、衝撃吸収ダンパ２９を介して、クランプハンド２０をロボット１０のアーム１１先端に取り付けていることと、加振部４１が、ロボット１０やクランプハンド２０には影響しない固有振動を付与することとが相俟って、ロボット１０の故障リスクをより一層低減することができる。

しかも、固有振動を付与し続ける本実施形態では、突き折り棒３３を方案５３，５５に当接させる作業を複数回行う実施形態１に比べて、方案５３，５５が折断されるまでの時間を短縮することができることから、ロボット１０による搬送中に方案５３，５５を除去することと相俟って、生産性をより一層向上させることができる。

（その他の実施形態）
本発明は、実施形態に限定されず、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することができる。

上記各実施形態では、トランスアクスルケース５０に本発明を適用したが、これに限らず、トランスアクスルケース５０以外のダイカスト鋳造品に本発明を適用してもよい。

また、上記各実施形態では、一対の保持爪２３，２３における開閉方向に対向する部位に、片方２つずつの計４つの保持部２５を設けたが、これに限らず、例えば図８に示すように、相対的に大きな保持部２５’を、片方１つずつの計２つ設けてもよい。

さらに、上記各実施形態では、平行開閉式のクランプハンド２０を用いたが、これに限らず、支点開閉式のクランプハンドを用いてもよい。

また、上記各実施形態では、ゴム製の袋２５ａの内部に砂２６を詰めて保持部２５を形成したが、これに限らず、例えば、ガスバリア性を有し且つゴムと同等の可撓性を有する合成樹脂等の内部に砂２６を詰めて保持部２５を形成してもよい。

さらに、上記各実施形態では、ゴム製の袋２５ａに対して布製の袋２５ｂ，２５ｃを２重に被せることで保持部２５を形成したが、これに限らず、例えば、ゴム製の袋２５ａに対して布製の袋を１重または３重以上被せることで保持部２５を形成してもよい。

このように、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

本発明によると、ダイカスト鋳造品の形状に左右されることなく、振動や衝撃が加わった場合にもダイカスト鋳造品をしっかりと保持して、方案を確実に除去することができるので、ダイカスト鋳造品の製品部から方案を除去する方案除去システムに適用して極めて有益である。

１ 方案除去システム
１０ ロボット
１１ アーム
２０ クランプハンド
２３ 保持爪
２５ 保持部
２６ 砂（粉体）
２７ 空気ポンプ（吸気手段）
３０ 無反動工具（折断手段）
４０ 振動工具（折断手段）
５０ トランスアクスルケース（ダイカスト鋳造品）
５１ 製品部
５３ 方案
５５ 方案

Claims (1)

1. ダイカスト鋳造品の製品部から方案を除去する方案除去システムであって、
   上記ダイカスト鋳造品を搬送するロボットと、
   上記ロボットのアーム先端に取り付けられ、上記製品部を挟持するクランプハンドと、
   上記クランプハンドによって挟持された上記ダイカスト鋳造品における上記方案に対して振動または衝撃を付与する折断手段と、を備え、
   上記クランプハンドは、開閉することで上記製品部を挟むことが可能な一対の保持爪と、当該一対の保持爪における開閉方向に対向する部位に設けられ、内部に粉体が収容された袋状の保持部と、当該保持部に対して空気を出し入れ可能なポンプ手段と、を有していることを特徴とする方案除去システム。

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