JP2842504B2 - ワックスツリーコーティング装置及び方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ロストワックスによ
り製造される鋳造部品を作るためのロストワックス鋳型
の製造装置及び製造方法に係り、特にロストワックス鋳
型製作の各工程を無人、自動で連続して行うことのでき
るワックスツリーコーティング装置及び方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】機械加工箇所の多い、または複雑な形状
の金属部品等はダイキャストやロストワックスによる鋳
造に変えることにより、大幅なコストダウンを図ること
ができる。ダイキャストの金属材料は、アルミニュウ
ム、またはその合金に限定されるのに対し、ロストワッ
クスは鉄、銅等の材料にも適用でき、種々な金属部品に
適用可能である。

【０００３】周知のことであるが、ロストワックスによ
る金属部品の製作工程は、図１４（ａ）に示すように、
ワックスでできた製品（部品）模型と湯口棒を接着した
図１５に示すようなワックスツリーを作る。次に、この
ワックスツリーをスラリー液の入ったスラリー浸漬槽に
入れ、ワックスツリーに気泡が付かないように均一にス
ラリー液を付け、液切りをした後、砂コーティング用の
サンディング用流動床タンク内で砂を付着させて、乾燥
する。これらの工程を繰り返し、砂を何層にも重ね、注
湯圧力に耐える厚さにする。ワックス材のみで作られた
ワックスツリーおよびこのワックスツリーに砂をコーテ
ィングしたものを総称して、以下ワックスツリー（また
はツリー）と呼ぶことにする。次に、サンディングの終
了したワックスツリーを加熱して、ワックスを溶融、流
出させ（脱ワックス）、残った砂型を焼成する。この
後、金属の溶湯を砂型の湯口を通して注湯、冷却し、砂
型を壊して、所望の金属部品を切り離し、製品または製
品の部品として使用する。このように砂コーティングは
幾層も重ねられるが、第１層は部品の鋳肌に関係するた
め、細かな粒度の砂が使用される。第１層コーティング
でワックスツリーとスラリー液の間に気泡が付着すると
鋳肌が悪くなるので、作業者がこれをチェックし、気泡
がある場台はヘラ等で修復している。第３層〜第６層コ
ーティングも砂の荒さが異なるが第１層コーティングと
同じ工程手順で図１４（ｂ）に示す。第２層コーティン
グ工程は図１４（ｃ）に示すように、第１層および第３
層〜第６層コーティング工程と異なって、スラリー液に
浸漬する前に、第１層の砂とスラリー液の間に気泡の発
生を防止するため、プレディップを行う。また、第７層
コーティング工程は図１４（ｄ）に示すように、スラリ
ー液への浸漬と液切りのみであるが、これは第６層の砂
のワックスツリーヘの付着をより確実にするためのもの
である。

【０００４】ロストワックス鋳型の製造工程としては、
上記のようであるが、中規模以下の生産量では人手によ
るコーティングがほとんどであり、部分的に機械化され
た方法が採用される場合でも、人手による作業の補助的
なものであった。

【０００５】図１６は、特開昭５５−８８６５７号公報
で提案された自動コーティング装置の平面図で、１０１
はワックスツリー、１０２はワックスツリーカートで、
ワックスツリー１０１はこのカートで運搬される。１０
３はワックスツリー取り出し装置、１０４はスラリー浸
漬装置、１０５は過剰スラリー振りきり装置、１０６は
サンディング装置、１０８はワックスツリー搬出装置
で、これらの装置はワックスツリー送り装置１０９を中
心に各装置が円周上に等角度間隔になるように配置され
ている。スラリー予備タンク１１０、サンド予備タンク
１１１はそれぞれスラリー浸漬装置１０４、サンディン
グ装置１０６の背後に置かれている。また、ワックスツ
リーカート１０２は回転テーブル１１２の上にセットさ
れる。１１３は、これらの全てを一連のシステムとして
取り扱う全機能を制御する操作盤である。

【０００６】図１７（ａ）は、ワックスツリー送り装置
１０９の部分平面図、図１７（ｂ）は、部分正面図であ
り、１０９ａは油圧シリンダーで、垂直主軸１０９ｂを
上昇、下降させる。主軸１０９ｂの上部には６０゜ピッ
チではり１０９ｆが主軸に対して直角方向に伸び、かつ
同一直角平面に６本張り出している。はり１０９ｆは、
回転シリンダ１０９ｄにより６０゜旋回する。はり１０
９ｆの先端には油圧シリンダ１０９ｇの作動により腕座
１０９ｈがスライドシャフト１０９ｉに沿ってはりの長
手方向に可動でき、腕座１０９ｈには腕１０９ｊが取り
付けてある。この腕１０９ｊは主軸１０９ｂの下降によ
って下降した後、内側に引っ込み、この際にワックスツ
リー１０１は各装置に装着される。再び主軸１０９ｂは
上昇し、戻り６０゜旋回をおこない、下降の後、腕１０
９ｊは外側に押し出され、元の基本位置に戻る。スラリ
ー浸漬装置１０４とスラリー振りきり装置１０５間、過
剰スラリー振りきり装置１０５とサンディング装置１０
６間においては、腕座１０９ｈに取り付けたモータ（図
示せず）で、ワックスツリーを回転させて、余分なスラ
リーの除去とスラリーの偏在の防止、余分な砂の除去し
ている。また、各装置のいずれかでの処理作業が早く終
る場合には、ワックスツリーを取り出せる状態にして、
処理が遅い他の装置の作業完了を待つことになるが、例
えばスラリー浸漬装置では、図１８に示すように、ワッ
クスツリーをスラリー液から持ち上げた待機状態で、ス
ラリーの偏在がおこらないようにワックスツリーをモー
タ１０４ｅで回転させる。以上述べたごとく、本自動コ
ーティング装置を採用すれば、コーティング作業が一人
の作業者によっておこなうことが出来、しかも材料の調
整、補給を稼動前に完了しておけば、作業者は監視のみ
の作業で良く、また単調でかつ悪環境のもとでの重労働
から開放され、安全でかつ生産能率の大幅な向上がはか
れる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来のロストワックス
鋳型製造装置は上記のように構成されているので、ワッ
クスツリーの保管をおこなうカートの形状、方式により
連続して自動運転できる数量、時間が限定され、スラリ
ー液、砂等の材料補給時には、装置全体を停止させる必
要がある。また、各装置は円周上に等間隔で配置する必
要があり、装置全体の作業時間は一番長いものに合わせ
る必要がある。更に、ロストワックス鋳型製造では各層
形成後の乾燥時間の管理も品質を保持する上で重要な要
素であるが、この装置ではこの点については、なにも言
及されていない。更に、本装置はワックスツリーの破損
等の異常状態に対し、どう対処するか記述されておら
ず、無人運転はできず、必ず作業者の監視が必要であ
る。

【０００８】本発明は上記のような問題点を解決するた
めになされたもので、ワックスツリーの製作以降、脱ワ
ックス直前までの、ロストワックス鋳型製作における一
連の作業を全て自動で行うと共に、起動後は無人運転が
出来るように、ロストワックス鋳型の品質を保持するた
めの種々の作業条件および異常事態に対処するシステム
と一連の作業を無人で行うための制御システムを保有
し、多品種のロストワックス鋳型を連続して製造できる
ワックスツリーコーティング装置及び方法を提供するこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係わるワッ
クスツリーコーティング方法は、ワックスツリーをハン
ドリングするハンドリング装置と、上記ハンドリング装
置を挟んで配置された少なくとも２以上のスラリー液浸
漬槽と、上記ハンドリング装置を挟んで配置された少な
くとも２以上のサンディング用流動床タンクと、上記ワ
ックスツリーを所定の乾燥時間以上懸架、搬送する少な
くとも２以上のコンベアとから構成される装置を用い、
上記ハンドリング装置により上記コンベアに懸架、搬送
される上記ワックスツリーを上記コンベアから取り出す
ステップと、上記ハンドリング装置により上記コンベア
から取り出された上記ワックスツリーを、上記ハンドリ
ング装置により上記スラリー液浸漬槽に搬送、浸漬する
ステップと、上記浸漬後のワックスツリーを、上記ハン
ドリング装置により上記サンディング用流動床タンクに
搬送し、砂をコーティングするステップと、上記砂コー
ティング後のワックスツリーを、上記ハンドリング装置
により上記コンベアヘ戻すステップと、上記ステップを
複数回繰り返すステップと、砂コーディング後の上記ワ
ックスツリーの破損の有無を検出するステップと、上記
ワックスツリーの破損が検出された場合、その破損検出
信号により上記スラリー液浸漬槽および上記サンディン
グ用流動床タンクの落下物排除ユニットを起動し、落下
物を排除するステップとを備えたものである。

【００１０】第２の発明に係わるワックスツリーコーテ
ィング装置は、ワックスツリーをハンドリングする５軸
円筒座標型ロボットと、上記ロボットを挟んで配置され
た少なくとも２以上のスラリー液浸漬槽と、上記ロボッ
トを挟んで配置された少なくとも２以上のサンディング
用流動床タンクと、上記ワックスツリーを所定の乾燥時
間以上懸架、搬送する少なくとも２以上のロータリー式
コンベアと、上記ワックスツリーの破損を検出する破損
検出ユニットと、上記破損検出ユニットからの破損情報
およびワックスツリーの品種を読み書きする品種識別ユ
ニットと、上記スラリー液浸漬槽およびサンディング用
流動床タンクに設置した液面および砂の上面高さを検出
する高さ検出ユニットおよび落下物排除ユニットと、上
記ロボット、コンベアおよび各ユニットを統括制御する
制御部を設けたものである。

【００１１】

【作用】第１の発明のハンドリング装置は、ワックスツ
リーをコンベアからスラリー液浸漬槽への搬送と浸漬、
上記スラリー液浸漬槽からサンディング流動床タンクヘ
の搬送とサンディング、上記サンディング流動床タンク
から上記コンベアヘの搬送戻しを行い、ワックスツリー
破損検出ステップはスラリー液浸漬槽およびサンディン
グ流動床タンクの破損物を排除して、連続運転を続け
る。

【００１２】第２の発明のロータリー式ハンガーコンベ
アは、一周する時間を所定の乾燥時間に設定することに
より連続作業ができ、液面および砂の上面高さ検出によ
りワックスツリーの浸漬深さが制御でき、ワックスツリ
ーの状態変化検出により、破損物をすぐに排除して自動
運転の継続ができる。

【００１３】

【実施例】実施例１． 以下、この発明の一実施例を図に従って説明する。図１
は本発明の一実施例を示すロストワックス鋳型製造装置
の平面配置を示す平面図である。図において、１１はコ
ーティング前またはコーティング後のワックスツリーを
吊るし、所定の乾燥時間で一周するロータリー式の一対
のハンガーコンベア、１２は各作業ユニットの作業位置
ヘワックスツリーを搬送するとともに、各作業対応の動
作や姿勢の保持を行うハンドリング装置（図では５軸円
筒座標型ロボット）、１３はワックスツリーの脱脂洗浄
を行う脱脂槽、１４は第２層コーティング時に用いるプ
レディップ用のプレディップ槽、１５は第１層〜第２層
コーティング用のスラリー浸漬槽、１６は第１層〜第２
層サンディング用の流動床タンク、１７は第３層〜第７
層コーティング用のスラリー浸漬槽、１８は第３層〜第
６層のサンディング用の流動床タンク、１９はシステム
全体を統括制御するコントローラ、２０は作業条件等の
設定や装置を手動操作する操作盤、２１はワックスツリ
ーの破損を検出する破損検出ユニット、２５、２６はハ
ンガーコンベア１１のそれぞれの操作盤である。

【００１４】図２（ａ）はハンガーコンベア１１の一部
詳細を示す一部平面図で、図２（ｂ）は一部正面断面図
である。１１ａはワックスツリー１を吊るすハンガー爪
で所定の間隔で多数設置されている。１１ｂはハンガー
爪１１ａを駆動する駆動軸で、駆動用のモータ１１ｃに
より駆動される。駆動軸１１ｂにはドッグ１１ｄが取り
付けられており、リミットスイッチ１１ｅを作動させる
ことによりハンガー爪１１ａをハンドリング装置１２と
のワックスツリー１の受け渡し位置で停止させる。

【００１５】図３はハンドリング装置１２の正面断面図
で、１２ａはハンドリング装置を支える支柱、１２ｂは
支柱１２ａを図１の平面上を旋回させる旋回用モータ、
１２ｃは支柱１２ａに沿ってアーム１２ｄを上下させる
スライダー、１２ｅはスライダー１２ｃをスライダー駆
動チェーン１２ｆにより上下させるモータ、１２ｇはア
ーム１２ｄを図３の左右方向に伸縮させるシリンダー、
１２ｈはアーム１２ｄをアーム転回軸１２ｉを中心に転
回させるモータ、１２ｊはワックスツリー１を把持する
ためのクランプユニット、１２ｋはクランプ用のシリン
ダー、１２ｍはクランプユニット１２ｊを回転させるモ
ータでタイミングベルト１２ｎで連結され、図３に示す
矢印方向に回転する。

【００１６】図４はスラリー浸漬槽１５、１７またはサ
ンディング用流動床タンク１６、１８の液面または砂の
上面高さを検出する検出ユニット２２およびワックスツ
リーの欠落した部品を排除する落下物排除ユニット２３
を示す正面断面図で、１５ａはスラリー液または砂の上
面、１５ｂは液面または砂の上面高さの検出センサであ
る。検出センサ１５ｂにより検出された液面または砂の
上面高さをコントローラ１９に送ることにより、ハンド
リング装置１２のスラリー浸漬槽１５、１７またはサン
ディング用流動床タンク１６、１８ヘの浸漬深さが自動
調整できる。また、１５ｃはスラリー槽内またはサンデ
ィング用流動床タンク内に設置された金網材料で製作さ
れたカゴ形のケース、１５ｄはケース１５ｃを上下する
アクチュエータで、スラリー浸漬槽またはサンディング
用流動床タンク内に落下したワックス部品を排除するも
のである。

【００１７】図５はワックスツリー１の破損を検出する
破損検出ユニット２１を示す一部正面断面図で、５１は
ワックスツリー１を受けるツリー受け金、５２はツリー
受け金５１に加わる重量を計量計５３に伝達する伝達
軸、５４は伝達軸５２を滑動自在に保持する軸受、５５
は破損検出ユニットを保持するフレーム、５６はワック
スツリー１が取り除かれた時に伝達軸５２を復帰させる
バネである。計量計５３で計量した重量が所定の重量以
下であれば、ワックスツリー１の一部が欠落、破損した
と判定できる。

【００１８】図６はワックスツリーの品種を識別するた
めの識別ユニット２４を示す一部正面断面図で、６１は
ハンガー爪１１ａに装着されたＩＤタグ、６２はＩＤタ
グの内容を読み取ったり、書き込んだりするアンテナユ
ニットで、アンテナユニット６２で読み取った内容をコ
ントローラ１９に送ることによりワックスツリー１個毎
に異なる作業、工程を行うことができる。また、破損検
出ユニット２１でワックスツリー１の破損があった場
合、その情報をＩＤタグ６１に書き込んでおく。

【００１９】以上が本発明の装置構成の説明であるが、
次にこれらの装置を統括制御する方法について説明す
る。図７は本発明の一実施例を示すシステムハードウェ
ア構成のブロック図で、上記で説明した各装置、各ユニ
ットの制御系統を示すもので、コントローラ１９はＣＰ
Ｕ１９ａ、メモリー１９ｂおよびＩ／Ｏインターフェイ
ス１９ｃから構成され、メモリー１９ｂのメモリーマッ
プの概要は図８に示す。

【００２０】図８において、図８（ａ）はプログラムが
メモリーに格納されているメモリー構成を示す。８１は
共通処理プログラムで、本装置の運転準備、起動、停
止、自動運転か手動運転かの運転モードの設定、各ユニ
ット間のインターロック、各プログラム間のインターフ
ェース等を行う。８２はＩＤタグとの交信をするプログ
ラムで、ワックスツリーの破損の有無と、どの品種のコ
ーティング処理をすればよいのかをハンガーコンベアに
取り付けられたアンテナユニット６１と交信する。８３
はシステムモニタプログラムで、本装置の稼動状況、作
業進捗、製品の良否表示等を一括モニタし、作業者に対
するマンマシンインターフェースの役割を果たす。８４
はハンドリング装置動作パターンプログラムで、その内
容は図８（ｂ）に示すように、脱脂工程８４ａ、第１層
コーティング８４ｂ、第２層コーティング８４ｃ、第３
層コーティング８４ｄ、第４層〜第６層コーティング８
４ｅ、第７層コーティング８４ｆのプログラムで、その
中味を図８（ｃ）に示すように、例えば第２層コーティ
ングではプレディップ動作パターン８４ｃ−１、スラリ
ー浸漬動作パターン８４ｃ−２、サンディング浸漬動作
パターン８４ｃ−３に分けて動作パターンがプログラム
されている。プレディップ動作パターン８４ｃ−１とし
て、ハンガーコンベア１１からワックスツリー１を把持
し、プレディップ槽１４まで行き、プレディップ槽に浸
漬させる各動作位置、順序、ツリー保持姿勢、浸漬時
間、液切り時間およびワックスツリー保持姿勢等の動作
パターンがプログラムされ、スラリー浸漬動作パターン
８４ｃ−２としてプレディップ完了後スラリー液への浸
漬に関する動作位置、順序、浸漬時間、浸漬速度、液切
り時間、液切り姿勢、ワックスツリー回転時間および回
転速度等がプログラムされ、サンディング浸漬動作パタ
ーン８４ｃ−３としてスラリー浸漬動作パターン８４ｃ
−２とほぼ同じ項目がプログラムされている。８５は工
程進捗管理プログラムで、ハンガーコンベアにセットさ
れたワックスツリーが脱脂工程から第７層コーティング
工程までの各工程の作業指示と、各工程の作業状況と実
施数量等をシステムモニタプログラムと連携して行い、
全ワックスツリーが第ｎ層コーティング工程を完了する
と、８６の工程間乾燥時間プログラムに従い、第ｎ層乾
燥工程に入り、所定の乾燥時間経過後、第ｎ＋１層コー
ティング工程を開始する。

【００２１】図９は上記実施例の動作を示すフローチャ
ートで、ハンドリング装置１２とのワックスツリーの受
け渡し位置でコンベアを停止し、コントローラ１９はＩ
Ｄタグ交信プログラムを起動し、アンテナユニット６２
にＩＤタグに書き込まれた内容を読み、ワックスツリー
が破損しているかどうかの情報の有無を調ベ（ステップ
９ａ）、破損しておればステップ９ｕに移りコンベアを
移動させ、次のワックスツリーの破損チェックをする。
ワックスツリーの破損がなければ、ハンドリング装置１
２はコントローラ１９の指示によりハンガーコンベア１
１のワックスツリー１受け渡し位置に行き、ハンガーコ
ンベアのハンガー爪１１ａに吊られたワックスツリー１
を把持し、ハンガーコンベアより取り外す（ステップ９
ｂ）。次に、ワックスツリー１を破損検出ユニット２１
のツリー受け金５１にワックスツリー１をセットして、
チャッキング（把持）を解除し（ステップ９ｃ）、ワッ
クスツリー１の重量を計量し、そのデータをコントロー
ラ１９に送信する（ステップ９ｄ）。次に、ワックスツ
リー１をハンドリング装置１２で再びチャッキングして
破損検出ユニット２１から取り出し（ステップ９ｅ）、
コーティング工程に入る（ステップ９ｆ）。コーティン
グ工程９ｆは図１０（ａ）に示す工程、すなわち脱脂
（ステップ９ｆ−１）と第１層〜第７層コーティング工
程（ステップ９ｆ−２〜９ｆ−６）からなり、第１層お
よび第３〜６層コーティング工程は図１０（ｂ）に示す
ように、スラリー液にワックスツリーを浸漬し（ステッ
プ９ｆｉ−１）、スラリー液よりワックスツリーを出し
液切りをし（ステップ９ｆｉ−２）、次にワックスツリ
ーを流動床タンクでサンデングし（ステップ９ｆｉ−
３）、砂切り（ステップ９ｆｉ−４）する工程からな
る。第２層コーティング工程は図１０（ｃ）に示すよう
に図１０（ｂ）にプレディップ（ステップ９ｆ２−１）
を追加している。また、第７層コーティング工程は図１
０（ｄ）に示すようにディピング（９ｆ７−１）と液切
り（ステップ９ｆ７−２）のみからなっている。ただ
し、図８で示したようにスラリー浸漬動作パターン、サ
ンディング動作パターンは第１層〜第７層コーティング
工程で各々変えることができる。

【００２２】図９に戻って、コーティング工程を完了し
たワックスツリー１は、再び破損検出ユニット２１にセ
ットされ（ステップ９ｇ）、ワックスツリー１のコーテ
ィング後の重量が計量され、そのデータがコントローラ
１９に送られ、コントローラ１９のメモリー１９ｂに記
憶された基準重量と比較される（ステップ９ｉ）。基準
重量はステップ９ｄで計量されたコーティング前の重量
に予め測定しておいた塗布重量を加えたもの（ステップ
９ｎ）を基準重量としてメモリー１９ｂに格納する（ス
テップ９ｐ）。ワックスツリー１のワックス部品の一部
がスラリー液または砂の抵抗で破損、欠落した場合、メ
モリー１９ｂに記憶している基準重量より軽くなり、ワ
ックスツリー１の破損があったのかどうかが判定でき
る。ステップ９ｉで、この判定を行い、破損がなければ
ワックスツリー１を破損検出ユニット２１からハンドリ
ング装置１２で取り外し（ステップ９ｊ）、ワックスツ
リー１をハンガーコンベア１１に戻し（ステップ９
ｋ）、メモリー１９ｂのワックスツリー１の計量重量を
０にリセットし（ステップ９ｍ）、ハンガーコンベア１
１を所定距離回転させて（ステップ９ｕ）、次のワック
スツリー１をチャッキングするため、ステップ９ａに戻
る。また、ステップ９ｉで破損ありと判定した場合は、
ステップ９ｑに移り、ワックスツリー１をハンドリング
装置１２により破損検出ユニット２１から取り外し（ス
テップ９ｑ）、ワックスツリー１をハンガーコンベア１
１へ戻し（ステップ９ｒ）、図４に示すスラリー浸漬槽
およびサンディング用流動床タンクの落下物排除ユニッ
ト２３のアクチュエータ１５ｄを作動させ、槽およびタ
ンクから落下物を取り除き（ステップ９ｓ）、破損した
ワックスツリーの破損情報をメモリー１９ｂおよびＩＤ
タグ６２に書き込み（ステップ９ｔ）、ステップ９ｍに
移る。

【００２３】図１１は、図４の液面または砂の上面高さ
の検出センサを使用する時の処理ブロック図で、図１２
はそのフローチャートである。液面または砂の上面の高
さ３１ａを検出センサ１５ｂにより計測し（ステップ３
２ａ）、Ａ／Ｄ変換器３１ｄでデジタル値に変換し、予
めメモリー１９ｂに格納されている液面または砂の上面
の高さ基準値３１ｂと比較し、その差を加減器３１ｅで
演算し（ステップ３２ｂ）、ハンドリング装置１２のテ
ィーチング時の液面または砂の上面高さの座標値に上記
差を加減器３１ｆで補正（加減）し（ステップ３２
ｃ）、実際の座標値をコントローラ１９内に設置された
駆動ユニット３１ｈに出力し（ステップ３２ｄ）、スラ
イダー１２ｃを上下させるモータ１２ｅを駆動し（ステ
ップ３２ｅ）、スライダー１２ｃを上下させる（ステッ
プ３２ｆ）ことにより、スラリー浸漬槽の液面またはサ
ンディング流動床タンクの砂の上面が変化しても適切な
浸漬位置決めができる（ステップ３２ｇ）。

【００２４】本発明のロストワックスによる鋳造部品の
製作工程を図１３に示すが、従来の技術で説明した図１
４のステップＳ１２〜Ｓ２６が自動化しており、かつ無
人運転ができるものである。図１３において、ステップ
Ｓ０１は図１０（ａ）〜（ｄ）に示す工程からなってい
る。

【００２５】更に、鋳型または鋳造部品の品質に関係す
る各工程内での工夫された項目について説明する。先ず
第１層コーティング工程では前述したようにこのコーテ
ィングによって鋳造部品の表面品質が決定される。ワッ
クスツリーをスラリー浸漬槽のスラリー液に浸漬させる
場合、ワックスツリーを液面に直角に入れると、気泡を
巻き込み易く、この気泡がワックスツリーとスラリー液
の間に残り、鋳造部品の鋳肌に突起を作ることになる。
これを防止するため、ハンドリング装置１２でワックス
ツリー１をスラリー浸漬槽１５の上面に移動させ、ここ
でモータ１２ｈを駆動し、メモリー１９ｂのスラリー浸
漬動作パターン８４ｃ−２に格納されたツリー保持姿勢
によりワックスツリー１を適正な角度、例えば２０゜と
か３０゜傾斜させて、更に、モータ１２ｍでクランプユ
ニット１２ｊを回転させることにより、ワックスツリー
を回転させる。その後、スラリー浸漬槽１５内のスラリ
ー液がゲル化するのを防止するため、スラリー液を攪拌
していた攪拌ポンプ（図示せず）を停止させる。次い
で、クランプユニット２２により保持され、少し傾科し
た姿勢で回転しているワックスツリー１をスライダー１
２ｃの下降により徐々にスラリー液の中に沈めて行く。
ワックスツリー１のスラリー液への浸漬深さは、図１１
および図１２で説明したように、スラリー液面の変化に
追従して制御されており、これによりワックスツリー１
の上部（クランプユニット側）に設けられている湯口部
へのスラリー液の付着を防止している。スラリー液中に
浸漬されたワックスツリー１はアーム１２ｄの転回動作
によりスラリー液中で傾きを変化させている。

【００２６】スラリー液浸漬を完了したワックスツリー
１は、スライダー１２ｃの上昇によりスラリー液より引
き上げられ、アーム転回用モータ１２ｈによりアーム１
２ｄを適切な角度、例えば１２０゜とか１５０゜に転倒
させ、モータ１２ｍにより所定の時間、回転させる。こ
れは、スラリー液のワックスツリーからの余分なスラリ
ー液の除去とワックスツリーヘのスラリー液の均一な付
着を目的に行われる。次いで、スラリー液攪拌ポンプを
起動して、スラリー液を攪拌するとともに、ハンドリン
グ装置１２の支柱１２ａを旋回用モータ１２ｂにより旋
回させ、第１層サンディング用流動床タンク１６のエア
バルブ（図示せず）をＯＮさせ、砂を浮動状態にすると
ともに、流動床タンク１６上の位置で支柱１２ａの旋回
（すなわち、アーム１２ｄの水平転回）を停止させる。
ワックスツリー１はスラリー液浸漬後も回転を継続して
おり、流動床タンク１６上の停止位置で、アーム１２ｄ
を転回させることにより、ワックスツリー１に適切な傾
斜姿勢をとらせ、スライダー１２ｃの下降により、ワッ
クスツリー１を砂の中に下降させる。砂の中でワックス
ツリー１の傾斜を変化させ、砂が均一に付着するように
している。また、第ｎ層コーティング工程と第ｎ＋１層
コーティング工程の間には、乾燥工程が必要であるが、
コーティング作業を中断させないために、第ｎ層コーテ
ィング工程を完了したワックスツリーは、一方のハンガ
ーコンベア上で乾燥させながら、他方のハンガーコンベ
アで乾燥を完了したワックスツリーに第ｎ＋１層コーテ
ィング工程を実行させれば、装置を中断することなくコ
ーティング作業を継続させることができる。

【００２７】以上述べた実施例では、ワックスツリーを
乾燥、搬送するコンベアとして、ワックスツリーが図１
５のような場合は保管姿勢が安定するハンガーコンベア
の例で説明したが、ワックスツリーの形状によってはハ
ンガーコンベアより搭載式コンベアにしてもよい。ま
た、コンベアをロータリー式としたが、所定の乾燥時間
（２〜３時間）後にハンドリング装置のワックスツリー
受け渡し位置に戻ってくるものであれば、ロータリー式
コンベアでなくてもよい。具体的には、一つのワックス
ツリーの一コーティング（コンベアからワックスツリー
を取り出し、コーティングを終えてコンベアに戻すま
で）に要する時間は３〜４分程度であるため、コーティ
ング後のワックスツリーをハンドリング装置で無人搬送
車に搭載し、別の場所に移動させて乾燥させる場合に
も、本発明は適用できる。更に、ワックスツリーの破損
検出方法として、図５ではワックスツリーの重量で検出
する方法を提案しているが、ワックスツリーの破損は製
品模型のツリーからの欠落がほとんどであるため、予め
コーティング完了後の基準画像を画像メモリーに格納し
ておき、各コーティング工程完了後のワックスツリーを
ハンドリング装置で保持したまま、ＣＣＤカメラにより
取り込んだワックスツリーの画像と基準画像とを比較さ
せる画像処理方法を採用すれば、図５のような破損検出
ユニットにワックスツリーをローディング／アンローデ
ィングする時間が短縮できる。

【００２８】

【発明の効果】以上に述べたように第１の発明によれ
ば、各コーティング前後の、破損の有無を調べ、破損が
ある場合は、それ以降のコーティング作業を実施しない
ようにし、スラリー浸漬槽およびサンディング流動床タ
ンクの破損部品の掃除をしてから、作業を継続するよう
にしたので、スラリー液および砂の品質低下を防止でき
る。

【００２９】第２の発明によれば、液面および砂の上面
高さを検出し、その高さに応じてワックスツリーの液お
よび砂への浸漬深さを調整しているので、コーティング
が進むにつれ高さが低くなっても同じ浸漬深さにできる
ので、ワックスツリーの湯口部にスラリー液の付着を防
止するとともに、無人運転ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は本発明の一実施例を示すロストワック
ス鋳型製造装置の平面図である。

【図２】 図２は図１のハンガーコンベアの一部平面図
および一部正面断面図である。

【図３】 図３は図１のハンドリング装置の正面断面図
である。

【図４】 図４は本発明のロストワックス鋳型製造装置
のスラリー浸漬槽の液面およびサンディング用の流動床
タンクの砂の上面の高さを検出、およびワックス部品の
脱落を排除するユニットを示す正面断面図である。

【図５】 図５は本発明のワックスツリーの破損を検出
するユニットを示す一部正面断面図である。

【図６】 図６は本発明のワックスツリーの品種を識別
するユニットを示す一部正面断面図である。

【図７】 図７は本発明の一実施例を示すロストワック
ス鋳型製造装置のシステムハードウェア構成のブロック
図である。

【図８】 図８は本発明のメモリーのメモリーマップを
示す図である。

【図９】 図９は本発明の動作を説明するためのフロー
チャートである。

【図１０】 図１０は本発明のコーティング工程の詳細
を示す図である。

【図１１】 図１１は本発明の液面および砂の上面の高
さを検出して処理する処理ブロックである。

【図１２】 図１２は図１１のフローチャートである。

【図１３】 図１３は本発明のコーティング方法を使用
して鋳造製品を製造するフローチャートである。

【図１４】 図１４はロストワックスによるワックスツ
リー製作から部品製作までの工程手順を示すフロー図で
ある。

【図１５】 図１５はワックスツリーの一例を示す図で
ある。

【図１６】 図１６は特開昭５５−８６６５７号公報で
提案された従来の自動コーティング装置の平面図であ
る。

【図１７】 図１７は図１６のワックスツリー送り装置
の部分平面図および部分正面図である。

【図１８】 図１８は図１６のスラリー浸漬装置の正面
断面図である。

【符号の説明】

１ ワックスツリー、１１ ハンガーコンベア、１２
ハンドリング装置、１３ 脱脂槽、１４ プレディップ
槽、１５ 第１層〜第２層スラリー浸漬槽、１６ 第１
層〜第２層サンディング流動床タンク、１７ 第３〜第
７層スラリー浸漬槽、１８ 第３〜第６層サンディング
流動床タンク、１９ コントローラ、２０ 操作盤、２
１ ツリー破損検出ユニット、２２ 液面および砂の上
面高さ検出ユニット、２３ ツリー落下物物排除ユニッ
ト、２４ ツリー品種識別ユニット、２５、２６ コン
ベア操作盤。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B22C 9/04 B22C 23/02

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワックスツリーをハンドリングするハン
   ドリング装置と、上記ハンドリング装置を挟んで配置さ
   れた少なくとも２以上のスラリー液浸漬槽と、上記ハン
   ドリング装置を挟んで配置された少なくとも２以上のサ
   ンディング用流動床タンクと、上記ワックスツリーを所
   定の乾燥時間以上懸架、搬送する少なくとも２以上のコ
   ンベアとから構成される装置を用い、次のステップから
   なるワックスツリーコーティング方法。 （１）上記ハンドリング装置により上記コンベアに懸
   架、搬送される上記ワックススツリーを上記コンベアか
   ら取り出すステップ。 （２）上記ハンドリング装置により上記コンベアから取
   り出された上記ワックスツリーを、上記ハンドリング装
   置により上記スラリー液浸漬槽に搬送、浸漬するステッ
   プ。 （３）上記浸漬後のワックスツリーを、上記ハンドリン
   グ装置により上記サンディング用流動床タンクに搬送
   し、砂をコーティングするステップ。 （４）上記砂コーティング後のワックスツリーを、上記
   ハンドリング装置により上記コンベアヘ戻すステップ。 （５）上記ステップ（１）〜（４）を順に複数回繰り返
   すステップ。 （６）砂コーティング後の上記ワックスツリーの破損の
   有無を検出するステップ。 （７）上記ワックスツリーの破損が検出された場合、そ
   の破損検出信号により上記スラリー液浸漬槽および上記
   サンディング用流動床タンクの落下物排除ユニットを起
   動し、落下物を排除するステップ。
2. 【請求項２】 ワックスツリーをハンドリングする５軸
   円筒座標型ロボットと、上記ロボットを挟んで配置され
   た少なくとも２以上のスラリー液浸漬槽と、上記ロボッ
   トを挟んで配置された少なくとも２以上のサンディング
   用流動床タンクと、上記ワックスツリーを所定の乾燥時
   間以上懸架、搬送する少なくとも２以上のロータリー式
   コンベアと、上記ワックスツリーの破損を検出する破損
   検出ユニットと、上記破損検出ユニットからの破損情報
   およびワックスツリーの品種を読み書きする品種識別ユ
   ニットと、上記スラリー液浸漬槽およびサンディング用
   流動床タンクに設置した液面および砂の上面高さを検出
   する高さ検出ユニットおよび落下物排除ユニットと、上
   記ロボット、コンベアおよび各ユニットを統括制御する
   制御部から構成され、 上記制御部は上記コンベアに懸架、搬送される上記ワッ
   クスツリーを所定の受け渡し位置で停止させ、上記品種
   識別ユニットの情報を読み、上記ワックスツリーに破損
   がなければ上記ワックスツリーを上記ロボットのクラン
   プユニットにより把持させ、上記スラリー液浸漬槽に移
   動させ、上記ワックスツリーを上記ロボットにより第１
   の姿勢と回転を与え、上記高さ検出ユニットの検出した
   高さ情報に応じて上記スラリー液浸漬槽に浸漬させ、そ
   の後上記ワックスツリーを持ち上げ第２の姿勢と回転を
   与えて液切りをして、上記サンディング用流動床タンク
   に移動させ、上記高さ検出ユニットの検出した高さ情報
   に応じて上記ワックスツリーを上記サンディング用流動
   床タンクに下降させ、上記ロボットのアームにより上記
   ワックスツリーの傾斜姿勢を変化させながら砂をコーテ
   ィングさせ、上記ワックスツリーを持ち上げて上記ワッ
   クスツリーを回転させることにより砂切をし、その後上
   記ワックスツリーを上記破損検出ユニットに移動させて
   破損の有無を検出しその情報を上記品種識別ユニットに
   書き込み、破損があった場合上記落下物排除ユニットを
   作動させ落下物を排除して、上記ワックスツリーを再び
   上記コンベアに戻す動作をすることを特徴とするワック
   スツリーコーティング装置。