JP2892322B2 - 鋳造品の研磨設備 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アルミのダイキャ
スト製品のような鋳造品の表面を研磨する研磨設備に関
する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、自動二輪車のエンジン部品であ
るクラッチカバー、ジェネレータカバー、またはヘッド
カバー等の製品を製造する場合、アルミのダイキャスト
製品を銅メッキまたはクロムメッキする前工程として、
製品の表面を研磨処理するが、従来は、荒仕上げ、仕上
げ処理ともに、手作業でバフ研磨を行っている。このバ
フ研磨は、回転運動を行うように軸対称に、木綿布，サ
イザル麻またはフェルト等で構成したバフの外周面に、
エメリ（金剛砂）のような砥粒をつけて、これを回転さ
せながら製品に押付け、所要の仕上面に仕上げるもので
ある。関連出願として実開昭５４−１３４９９５号があ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
バフ研磨は、手作業であるために、製品の仕上り具合に
バラツキが生じ、安定した品質の製品の生産が困難であ
る。また、研磨作業に伴って発生する粉塵の除去装置も
必要である。さらに、研磨された製品をメッキ工程に搬
送するための要員も必要である。

【０００４】なお、従来のバフ研磨をロボット化するこ
とも考えられるが、鋳造品の表面に大きな凹凸部分があ
るような場合には、仕上がり状態に場所的なバラツキが
出るおそれがあり、単にバフ研磨をロボット化するだけ
では安定した品質の製品の生産が困難である。

【０００５】本発明は上記の課題を解決して、安定した
品質の製品の生産が可能な鋳造品の研磨装置を提供する
ことを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、鋳造品を研磨して荒仕上げを行う
第１研磨装置と仕上げを行う第２研磨装置と、第１研磨
装置で研磨された鋳造品を第２研磨装置へ搬送する搬送
手段とを備えた鋳造品の研磨設備であって、前記第１研
磨装置は、回転する第１の研磨材で鋳造品を研磨する研
磨機と、鋳造品を保持し、前記第１の研磨材に鋳造品を
押付けるロボットとを備え、前記搬送手段は、前記第１
研磨装置で研磨された鋳造品をプールするプールコンベ
アと、プールコンベア上にプールされた鋳造品が所定数
になるとプールコンベアから鋳造品を受け取って前記第
２研磨装置近傍に所定数の鋳造品をまとめて移送するバ
ッチ移送手段とを備え、前記第２研磨装置は、前記搬送
手段により搬送された所定数の鋳造品を小片からなる第
２の研磨材とともに複数のバレル槽に入れ、このバレル
槽を回転または振動させることにより鋳造品を研磨する
バレル研磨機からなる。

【０００７】上記構成によれば、ロボットにより保持さ
れた鋳造品が、回転する第１の研磨材に押付けられ研磨
されて荒仕上げされたのち、プールコンベアによりプー
ルされ、鋳造品が所定数になるとバッチ移送手段により
複数設けられたバレル槽の近傍へバッチ処理で移送され
て、小片からなる第２の研磨材とともにバレル槽で研磨
されて仕上げられる。したがって、鋳造品の研磨箇所に
よる場所的なバラツキが少なくなり、安定した品質の製
品が得られるとともに、荒仕上げされた鋳造品が一旦プ
ールされ、所定数の鋳造品がバッチ移送されて仕上げら
れるので、荒仕上げから仕上げへの円滑な連続運転が可
能となり、生産性を向上することができる。

【０００８】

【０００９】

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１に、本発明の一実施形態に係る
鋳造品の研磨装置の平面図を示す。この研磨装置は、鋳
造品１をメッキ処理前に研磨するために、荒仕上げを行
う第１研磨装置５と、仕上げを行う第２研磨装置７と、
第１研磨装置５で研磨された鋳造品１を第２研磨装置７
へ搬送する搬送手段６とを備えている。

【００１４】前記第１研磨装置５は、複数の作業室１０
（１０ａ〜１０ｃ）内に、それぞれベルト幅の異なる複
数のベルト研磨機のような研磨機２（２ａ〜２ｃ）と、
鋳造品１を保持してベルト研磨機２に鋳造品１を押付け
て研磨させる複数の多関節ロボット４（４ａ〜４ｃ）と
を備えている。さらに、作業室１０内に鋳造品１を搬入
する搬入コンベア１２、荒仕上げされた鋳造品１を作業
室１０外へ搬出する搬出コンベア１３の他に、ベルト研
磨機２やロボット４等を制御するコントローラ１８を有
している。前記ロボット４は、鋳造品１の研磨箇所に応
じて、適切なベルト幅のベルト研磨機２ａ〜２ｃを選択
する。

【００１５】図２（ａ）に示すように、ベルト研磨機２
は、プレート状の揺動部材２７の上部に、主ローラ２
０、その後方に配置された副ローラ２２、および主ロー
ラ２０と副ローラ２２との間に配置されたテンションロ
ーラ２３がそれぞれ軸支され、この主ローラ２０、副ロ
ーラ２２およびテンションローラ２３間に研磨ベルト
（第１の研磨材）２１が掛け渡されている。前記テンシ
ョンローラ２３により、研磨ベルト２１に所定の張力が
付与される。

【００１６】図２（ｂ）に示すように、基台Ｂ上に駆動
用モータＭが配置され、このモータＭの駆動軸ＭＳに駆
動プーリ２４が固定され、この駆動プーリ２４と図２
（ａ）の従動プーリ２５とにＶベルト２６が掛け渡さ
れ、さらに、この従動プーリ２５と前記主ローラ２０が
同軸に固定されている。

【００１７】また、ベルト研磨機２は、鋳造品１を保持
したロボット４の押付けに応じて揺動するようになって
いる。すなわち、上記ベルト研磨機２の揺動部材２７
は、図２（ｂ）に示すように、その下部が軸受２８を介
してモータＭと駆動プーリ２４間の駆動軸ＭＳに嵌合し
て、図２（ａ）に示す駆動軸ＭＳの円周方向Ｘに揺動自
在に設定されている。さらに、揺動部材２７の下端部に
は、上記各ローラ２０，２２，２３とモーメントバラン
スをとるための錘りＷが固定されている。従って、ロボ
ット４が保持した鋳造品１を、回転する主ローラ２０上
の研磨ベルト２１に押付けると、揺動部材２７がモータ
Ｍの駆動軸ＭＳ回りに回転して、円周方向Ｘに揺動す
る。この揺動部材２７の揺動は、基台Ｂの前部に突設し
た支持腕Ｓ１に固定されたストッパ２９と、基台Ｂの後
部に突設した支持腕Ｓ２に固定されたエアーシリンダ３
０のロッド３０ａの先端との間に制限される。

【００１８】さらに、ベルト研磨機２は、ロボット４に
よる鋳造品１の押付けに対抗する押付け反力を調整する
反力調整手段３１と、前記ロボット４から、鋳造品１の
研磨箇所を示す信号を受けて、鋳造品１の研磨箇所ごと
に設定された所定の押付け反力が得られるように前記反
力調整手段３１を制御する制御手段３３とを有してい
る。この制御手段３３は前記コントローラ１８に内蔵さ
れている。ロボット４は、製造する鋳造品１に応じて予
め設定されたプログラムに従って、鋳造品１の研磨箇所
に応じて所定のベルト幅のベルト研磨機２ａ〜２ｃを選
択するとともに、制御手段３３に鋳造品１の研磨箇所を
示す信号を出力する。

【００１９】反力調整手段３１は、揺動部材２７にロッ
ド３０ａの先端が常に当接しながら揺動部材２７の揺動
に従ってロッド３０ａが伸縮するエアーシリンダ３０、
エアー源３６からのエアーを所定のエアー圧に設定する
複数のエアーレギュレータ３４、制御手段３３からの切
換信号を受けて、エアーレギュレータ３４を切り換えて
所定のエアー圧をエアーシリンダ３０に供給する切換弁
３２を備えている。

【００２０】制御手段３３からの切換信号により、エア
ーシリンダ３０のエアー圧が所定のエアー圧に切り換え
られ、このエアー圧によって、ベルト研磨機２の揺動部
材２７に、ロボット４による鋳造品１の押付け力に対抗
する押付け反力が付加される。

【００２１】図３に示すロボット４は、Ｘ１〜Ｘ６の６
軸制御を行う周知の多関節ロボットであり、図１の作業
室１０の中央付近に設置される。未研磨の鋳造品１は、
搬入コンベア１２によって作業室１０内に搬入され、図
３のロボット４のアーム４ｓの先端に形成したハンド４
ｈで保持される。

【００２２】このロボット４は、垂直軸Ｘ１回りに回転
する回転台４ａと、この回転台４ａの上端に水平軸Ｘ２
を中心にして前後に揺動する前後揺動アーム４ｂとを備
え、前記アーム４ｓは、この前後揺動アーム４ｂの上端
に水平軸Ｘ３回りに回動自在に連結されている。また、
このアーム４ｓの回動端には手首４ｃが取り付けられ、
手首４ｃに固定したハンド４ｈに保持する鋳造品１をア
ーム４ｓの長手方向の軸Ｘ４、アーム４ｓの軸に直交す
る２つの軸Ｘ５，Ｘ６の回りにそれぞれ回動可能として
いる。

【００２３】ロボット４は、各ベルト研磨機２を選択し
て、このつかんだ鋳造品１を予め教え込まれた姿勢に回
転したり往復させたりすることにより、研磨ベルト２１
に鋳造品１を押付けて所定の研磨箇所の研磨を行う。

【００２４】図１の第２研磨装置７は、バレル槽５０を
バッチコンベア１６の搬送方向に、直列に複数並べたバ
レル研磨装置８を備えている。このバレル研磨装置８
は、この例では直列および並列にそれぞれ２つ設けられ
たものがバッチコンベア１６の両側に配置されている。

【００２５】また、上記第１研磨装置５で荒仕上げされ
た鋳造品１を上記第２研磨装置７に搬送するための搬送
手段６として、搬出コンベア１３の下流端の近傍に直交
して中間コンベア１４が配置され、さらに、この中間コ
ンベア１４の下側に中間コンベア１４と直交するよう
に、鋳造品１を所定数プールする一対のプールコンベア
１５が配置され、このプールコンベア１５の下流側にバ
レル槽５０の近傍に複数の鋳造品１をバッチ処理で移送
するバッチ移送手段である一対のバッチコンベア１６が
配置されている。

【００２６】また、プールコンベア１５の後端に対向し
て作業台４４が設けられており、ここで不十分な研磨箇
所がある鋳造品１について、補助的に手作業でバフ研磨
が行われる。

【００２７】中間コンベア１４の近傍には、鋳造品１を
中間コンベア１４からプールコンベア１５に移し変えた
後、予め設定された１ピッチずつプールコンベア１５の
搬送方向に送るためのスイッチ４２が２か所設けられて
いる。また、プールコンベア１５の下流端近傍にはセン
サ４６，４６が設けられ、先頭の鋳造品１を検出するこ
とにより、鋳造品１が搬送方向に所定数整列したことを
検知する。

【００２８】バレル研磨機８は、図４に示すバレル槽５
０を搬送方向に複数直列に並べてなる。バレル槽５０
は、防振ゴム５９を介して床面Ｆに設置される架台Ｂ１
と、この架台Ｂ１の上部に取り付けられてバレル槽５０
を支持するスプリング５８，５８と、架台Ｂ１に支持さ
れたモータＭ１とを備えている。各バレル槽５０に、荒
仕上げされた１個の鋳造品１とメディアと称される小片
からなる多数の第２の研磨材５１とを入れ、このバレル
槽５０に、モータＭ１の回転軸に固定した偏心カムによ
り振動を与えることにより、鋳造品１を研磨して仕上げ
処理をする。

【００２９】図１のバレル研磨機８の近傍にバレル回収
装置５４が配置されている。このバレル回収装置５４
は、鋳造品１が仕上げ処理されてバレル槽５０から取り
出された後に残ったメディア５１を再利用するためのも
ので、図示しないが、バレル槽５０の下部からゲートを
通って排出されたメディアを再利用可能な大きさのメデ
ィアと小さくなった再利用不可能なメディアとにふるい
分けるふるい、鋳造品の研磨された鉄粉を磁着するマグ
ネット、再利用可能なメディアをバケットですくい取っ
て上方向に送るバケットコンベア、および送られたメデ
ィアを受け取って、各バレル槽５０に投入するホッパを
有している。

【００３０】また、前記バッチコンベア１６の上方に
は、前記バレル研磨機８の近傍の天井に支持され、バレ
ル研磨機８で研磨された鋳造品１をメッキ工程に搬出す
る天井（オーバーヘッド）コンベア６０が配置されてい
る。このオーバーヘッドコンベア６０は走行する索条に
鋳造品１を支持する多数のフックを吊り下げたものであ
る。

【００３１】以下、本装置の動作について説明する。ま
ず、図１の複数種類の未研磨の鋳造品１が搬入コンベア
１２から各作業室１０内に搬入される。例えば、クラッ
チカバー、ジェネレータカバーおよびヘッドカバーのよ
うな３種類の鋳造品１が、それぞれ対応する作業室１０
ａ〜１０ｃに搬入される。鋳造品１は、図２の多関節ロ
ボット４のハンド４ｈでつかんで保持されて、研磨箇所
に応じて順次選択された所定のベルト幅のベルト研磨機
２の回転する研磨ベルト２１に押付けられて荒仕上げさ
れる。

【００３２】ベルト研磨機２は、鋳造品１を保持したロ
ボット４の押付けに応じて揺動部材２７が後方へ揺動
し、この揺動に従ってエアーシリンダ３０のシリンダー
ロッド３０ａが伸縮して追従する。このとき、ロボット
４は、予め設定されたプログラムに従って、鋳造品１の
研磨箇所を示す信号を制御手段３３に出力する。この制
御手段３３からの切換信号により、エアーレギュレータ
３４のいずれか１つを作動させることによって、エアー
シリンダ３０のエアー圧がいずれかに設定されて、ロボ
ット４の押付け力に対抗する研磨箇所に応じた押付け反
力が揺動部材２７に付与される。

【００３３】例えば、接触面積が小さい鋳造品１の角部
を研磨する場合には、エアーシリンダ３０のエアー圧を
小にして角部の過剰な研磨を抑制する。一方、接触面積
が大きい鋳造品１の平面を研磨する場合には、エアーシ
リンダ３０のエアー圧を大にして平面の適正な研磨を確
保する。これにより、研磨箇所に応じて適正な研磨を確
保できるので、研磨箇所による場所的なバラツキが少な
くなり、安定した品質の製品の生産が可能となる。

【００３４】次に、ベルト研磨機２で荒仕上げされた鋳
造品１は、ロボット４のハンド４ｈで保持された状態で
搬出コンベア１３の所定位置に運ばれ、ハンド４ｈが開
放されて搬出コンベア１３上に置かれ、作業室１０外へ
搬出される。

【００３５】ベルト研磨機２による荒仕上げだけでは、
鋳造品１の表面にベルトの目が残るので、仕上げ処理の
ためにバレル研磨機８に搬送される。まず、搬出コンベ
ア１３により搬出された鋳造品１は、上記３種類の鋳造
品１が混在した状態で、搬出コンベア１３の下流端の近
傍に直交するように配置された中間コンベア１４を経て
プールコンベア１５の位置まで送られる。

【００３６】中間コンベア１４上で荒仕上げされた鋳造
品１の目視による検査が行われる。検査の結果、研磨が
不十分とされた場合、プールコンベア１５の後端（上流
端）に対向して設けられた作業台４４で、その研磨箇所
について、補助的に手作業でバフ研磨が行われる。

【００３７】こうして検査または補助研磨が行われた鋳
造品１は、２本のプールコンベア１５のいずれかに載せ
られ、操作スイッチ４２の操作により１ピッチずつその
搬送方向へ送られる。そして、プールコンベア１５の搬
送方向に所定数、例えば８個並ぶと、プールコンベア１
５の下流端近傍に設けられたセンサ４６により先頭の鋳
造品１が検知されてプールコンベア１５が連続走行さ
れ、８個の鋳造品１がバッチ移送手段であるバッチコン
ベア１６に乗り移って、一斉にバレル研磨機８の前に搬
送される。

【００３８】第１研磨装置５で荒仕上げされた鋳造品１
は、このバレル研磨機８で仕上げ処理される。まず、搬
送方向に直列に例えば８つ設けられたバレル槽５０に、
それぞれ鋳造品１を入れる前に、鋳造品１の内面のよう
に研磨しない箇所に、ゴムや鉄板をボルト止めしてマス
キングする。このマスキング作業は、バッチコンベア１
６の搬送方向に沿って配置された作業台５２上で行われ
る。この場合、バレル研磨機８での処理時間を例えば３
０分とすると、バッチコンベア１６の搬送方向に直列に
２つ設けられたバレル研磨機８の第１槽８ａと第２槽８
ｂの処理タイミングを１５分ずらせており、これによ
り、第１槽８ａと第２槽８ｂとで同時にマスキング処理
することがなくなり、生産性が向上する。

【００３９】バレル槽５０で鋳造品１が研磨されて仕上
げ処理された後、鋳造品１がバレル槽５０から取り出さ
れる。この鋳造品１は、前記バレル研磨機の近傍の天井
に支持されたオーバーヘッドコンベア６０により、メッ
キ工程へ搬送する。

【００４０】鋳造品１のバレル槽５０からの取り出しの
際、メディアの中に埋まった鋳造品１を露出させるため
に、一部のメディアをバレル槽５０の下部のゲートを開
けて排出する。排出されたメディアは、回収装置５４に
よりふるいにかけられ、小さいメディアや鋳造品の研磨
された鉄粉がふるい落とされる。小さいメディアは廃棄
され、鉄粉はマグネットで磁着されて除去される。この
結果、一定大きさ以上の再利用可能なメディア５１だけ
が残り、これらのメディア５１はバケットですくい取ら
れて上方のホッパに送り込まれ、このホッパからバレル
槽５０に戻され、再び研磨材として使用される。

【００４１】こうして、鋳造品１は、ロボット４により
保持され、回転する研磨ベルト２１に押し付けられ研磨
されて荒仕上げされたのち、メディア５１とともにバレ
ル槽５０で研磨されて仕上げられるので、鋳造品１の研
磨箇所による場所的な研磨のバラツキが少なくなり、安
定した品質の製品の生産が可能となる。

【００４２】また、荒仕上げされた鋳造品１は、搬出コ
ンベア１３、中間コンベア１４、プールコンベア１５お
よびバッチコンベア１６からなる搬送コンベア６によっ
てランダムに搬送され、バッチ処理で鋳造品１の研磨を
行うバレル研磨機８に合わせて、バッチ処理でバレル研
磨機８の近傍に移送される。また、荒仕上げされた鋳造
品１がランダムに搬送されてきても、バレル研磨機８は
どの種類の鋳造品でも同じ処理なので、鋳造品１をその
種類ごとに分ける必要がなく、一連の研磨処理をスムー
ズに行うことができる。

【００４３】なお、この実施形態では、鋳造品１を荒仕
上げする第１研磨装置５において、研磨ベルト２１を回
転させるベルト研磨機２を用いているが、その代わりに
バフを回転させるバフ研磨機を用いてもよい。

【００４４】本発明によれば、ロボットにより保持され
た鋳造品が、回転する第１の研磨材に押付けられ研磨さ
れて荒仕上げされたのち、プールコンベアによりプール
され、鋳造品が所定数になるとバッチ移送手段により複
数設けられたバレル槽の近傍へバッチ処理で移送され
て、小片からなる第２の研磨材とともにバレル槽で研磨
されて仕上げられる。したがって、鋳造品の研磨箇所に
よる場所的なバラツキが少なくなり、安定した品質の製
品が得られるとともに、荒仕上げされた鋳造品が一旦プ
ールされ、所定数の鋳造品がバッチ移送されて仕上げら
れるので、荒仕上げから仕上げへの円滑な連続運転が可
能となり、生産性を向上することができる。

【００４５】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る鋳造品の研磨設備を
示す平面図である。

【図２】（ａ）は同設備の第１研磨装置を示す側面図、
（ｂ）はその要部を示す一部断面した正面図である。

【図３】同設備のロボットを示す斜視図である。

【図４】同設備のバレル研磨機を示す正面図である。

【符号の説明】

１…鋳造品、２…研磨機、４…多関節ロボット、５…第
１研磨装置、６…搬送手段、７…第２研磨装置、８…バ
レル研磨機、１６…バッチ移送手段、２１…第１の研磨
材、、３１…反力調整手段、３３…制御手段、５０…バ
レル槽、５１…第２の研磨材。

フロントページの続き (72)発明者 西川 民雄 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工 業株式会社明石工場内 (72)発明者 波多野 隆文 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工 業株式会社明石工場内 (72)発明者 西川 嘉雅 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工 業株式会社明石工場内 (72)発明者 片山 佳宏 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工 業株式会社明石工場内 (72)発明者 金岡 克典 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工 業株式会社明石工場内 (72)発明者 末松 昇造 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工 業株式会社明石工場内 (72)発明者 三好 理文 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工 業株式会社明石工場内 (72)発明者 増永 大輔 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工 業株式会社明石工場内 (72)発明者 長谷川 卓也 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工 業株式会社明石工場内 (56)参考文献 特開 平４−300162（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−178171（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−252340（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−9334（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−52036（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−229812（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−118222（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−186035（ＪＰ，Ａ) 実公 昭57−50200（ＪＰ，Ｙ２) 谷口紀男監訳「製造工業における自動 化設計の技術」第２版、日刊工業新聞社 発行、昭和43年９月30日、ｐ．235〜ｐ. 277「８．熱処理と仕上のオートメーシ ョン」 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B24B 51/00 B24B 31/00 - 31/06 B24B 49/16

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋳造品を研磨して荒仕上げを行う第１研
   磨装置と仕上げを行う第２研磨装置と、第１研磨装置で
   研磨された鋳造品を第２研磨装置へ搬送する搬送手段と
   を備えた鋳造品の研磨設備であって、 前記第１研磨装置は、回転する第１の研磨材で鋳造品を
   研磨する研磨機と、鋳造品を保持し、前記第１の研磨材
   に鋳造品を押付けるロボットとを備え、前記搬送手段は、前記第１研磨装置で研磨された鋳造品
   をプールするプールコンベアと、プールコンベア上にプ
   ールされた鋳造品が所定数になるとプールコンベアから
   鋳造品を受け取って前記第２研磨装置近傍に所定数の鋳
   造品をまとめて移送するバッチ移送手段とを備え、 前記第２研磨装置は、前記搬送手段により搬送された所
   定数の鋳造品を小片からなる第２の研磨材とともに複数
   のバレル槽に入れ、このバレル槽を回転または振動させ
   ることにより鋳造品を研磨するバレル研磨機からなる鋳
   造品の研磨設備。