JP2942366B2 - 消失性模型の組立装置 - Google Patents

消失性模型の組立装置

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村 光 洋 種
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、幹に相当するスプルー
に枝ないしは葉に相当する複数個の単位模型を溶着して
ツリー状の消失性模型に組立てるのに利用される消失性
模型の組立装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、精密鋳造法の一つとし、ロストワ
ックス法が広く採用されている。
【0003】このロストワックス法は、ろう材を用いて
インジェクションマシン等により製作した単位模型をス
プルーに多数溶着してツリー状の消失性模型とし、スラ
リー付着と、スタッコイング(サンディング)と、乾燥
とを複数回繰り返して複数層からなる耐火物被覆を形成
し、加熱して脱ろうしたのち焼成することによって、鋳
型強度を高めたセラミックシェル鋳型とし、この鋳型内
に金属溶湯を注入したのち凝固させ、型ばらしおよび砂
落しを行ってツリー状の鋳造体を得たのち、切断して各
々の鋳造部品となるようにする精密鋳造法である。
【0004】このようなロストワックス法では、上述し
たように、幹に相当するスプルーに枝ないしは葉に相当
する複数個の単位模型を溶着してツリー状の消失性模型
に組立てる必要があるが、従来の場合には、作業者が加
熱したコテを使用して手作業により行っていた。
【0005】また、このような手作業による作業性の低
下を改善するために、1本の円筒多孔型湯道棒に、金属
製筒状組立ユニットの周囲に複数のワックス模型を一体
成型したユニット模型を順次嵌め込んで相互に接着する
ことにより消失性模型に組立てるようにした方法も提案
されていた(例えば、特公昭63−9901号公報)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た組立て方法では、各ユニット模型は、金属製筒状組立
ユニットに設けた孔よりワックスを流出させることによ
ってそれぞれのワックス模型を接着することにより構成
するものとし、これらのユニット模型を円筒多孔型湯道
棒に嵌め込むようにしていたため、金属製筒状組立ユニ
ットの位置決め、金属製筒状組立ユニットに設けた孔か
らのワックスの流出,ユニット模型の湯道棒への嵌め込
み、などといった多くの工程を必要とすると共に、金属
製筒状組立ユニットなどといった非消失材料の使用も多
くなるという問題点があり、しかも生産量に応じてワッ
クス模型の数や組立密度を任意に設定することが困難な
ものになりやすいという問題点を有し、非消失性材料か
らなる筒状組立ユニットを用いたり、これらを湯道棒に
嵌め込んだりする必要がない簡便な消失性模型の組立手
法および装置の開発が課題となっていた。
【0007】
【発明の目的】本発明は、上述した従来の課題にかんが
みてなされたもので、金属製ユニット部材などの非消失
性部材を消失性模型内に組み込むことなく、幹に相当す
るスプルーに枝ないしは葉に相当する複数個の単位模型
を自動的に溶着組立てすることが可能である消失性模型
の組立装置を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる消失性模
型の組立装置は、幹に相当するスプルーに枝ないしは葉
に相当する複数個の単位模型を溶着してツリー状の消失
性模型に組立てる装置であって、前記スプルーを前記単
位模型の溶着位置で当該スプルーの長さ方向および/ま
たは周方向に移動させるスプルー長さ方向移動手段およ
び/またはスプルー周方向移動手段と、前記単位模型を
前記溶着位置に移動させて前記スプルーに近接ないしは
圧着させる単位模型移動手段と、前記スプルーと単位模
型とを局所的に加熱して溶融する加熱体を前記溶着位置
に移動させる加熱体移動手段を備えた構成としたことを
特徴としており、実施態様において、前記単位模型の位
置を認識する画像認識部と、前記スプルー長さ方向移動
手段および/またはスプルー周方向移動手段,単位模型
移動手段および加熱体移動手段に対しそれぞれ必要な制
御指令を伝達するスプルー長さ方向移動手段制御部およ
び/またはスプルー周方向移動手段制御部,単位模型移
動手段制御部および加熱体移動手段制御部を有する画像
認識制御手段を備えた構成とし、同じく実施態様におい
て、スプルー長さ方向移動手段が一軸ロボットであり、
スプルー周方向移動手段がステッピングモータであり、
単位模型移動手段が水平多関節ロボットであり、加熱体
移動手段が同時三軸ロボットである構成としたことを特
徴としており、上述した消失性模型の組立装置に係わる
発明の構成を前述した従来の課題を解決するための手段
としている。
【0009】
【発明の作用】スプルー長さ方向移動手段によってスプ
ルーが単位模型の溶着位置で移動位置決めされた状態に
おいて、単位模型移動手段によって単位模型が前記スプ
ルーとの溶着位置に移動されて前記スプルーに近接ない
しは圧着した状態となり、加熱体移動手段により加熱体
が前記スプルーと単位模型との近接部分ないしは圧着部
分に移動されて前記近接部分ないしは圧着部分のスプル
ーと単位模型とを局部的に加熱溶融し、前記スプルーと
単位模型とが圧着されることによって、固化後に前記ス
プルーの所定位置に前記単位模型が溶着される。
【0010】次いで、スプルー長さ方向移動手段によっ
てスプルーを長さ方向に所定の距離だけ移動させ、別の
単位模型が単位模型移動手段によって前記スプルーとの
溶着位置に移動されて前記スプルーに近接ないしは圧着
した状態となり、加熱体移動手段により加熱体が前記ス
プルーと単位模型との近接部分ないしは圧着部分に移動
されて前記近接部分ないしは圧着部分のスプルーと単位
模型とを局所的に加熱溶融し、前記スプルーと単位模型
とが圧着されることによって、固化後に前記スプルーの
所定位置に溶着される。
【0011】続いて、スプルー長さ方向移動手段によっ
てスプルーを長さ方向に所定の距離だけ移動させ、前記
と同様にして単位模型を溶着することにより、スプルー
の長さ方向に複数個の単位模型を溶着する。
【0012】そして、スプルーの周方向にも複数個の単
位模型を溶着する場合には、スプルー周方向移動手段に
よってスプルーを周方向に所定量だけ移動させ、この状
態で前記と同様にスプルーの長さ方向に複数個の単位模
型を溶着する。
【0013】このようにして、スプルーの長さ方向に所
定個数の単位模型を溶着固定し、必要ならばスプルーの
周方向にも所定個数の単位模型を溶着して消失性模型に
組立てるが、この間、単位模型の位置を画像認識制御手
段の画像認識部により認識させ、前記認識により情報化
された単位模型の位置に対応して、あるいはその他の情
報に対応して、同じく画像認識制御手段のスプルー長さ
方向移動制御部,単位模型移動手段制御部,加熱体移動
手段制御部,スプルー周方向移動手段制御部により、各
々、スプルー長さ方向移動手段,単位模型移動手段,加
熱体移動手段,スプルー周方向移動手段に必要な制御指
令を伝達して、スプルーの長さ方向移動態様,単位模型
の移動態様,加熱体の移動態様,スプルーの周方向移動
態様をそれぞれより正確かつ確実なものにする。
【0014】これによって、幹に相当するスプルーに枝
ないしは葉に相当する複数個の単位模型の溶着が自動的
に行われるようになり、消失性模型の組立てに人手を要
しないものとなる。また、金属製の組立てユニットも必
要としないのでこのような非消失性部材である金属製の
組立てユニットなどが消失性模型の一部を構成するよう
なこともなくなる。
【0015】さらに、上記説明では、スプルーの長さ方
向に単位模型を複数個溶着したのち、スプルーを周方向
に所定量だけ回転させる場合を示しているが、スプルー
の周方向に単位模型を複数個溶着したのち、スプルーを
長さ方向に所定量だけ移動させる場合であっても良いこ
とはいうまでもない。
【0016】
【実施例】図1は、本発明に係わる消失性模型の組立装
置の全体構成を示すものであって、この消失性模型の組
立装置1は、幹に相当するスプルー2をパレット3上に
多数配置された枝ないしは葉に相当する単位模型4を複
数個溶着して図2に示すようなツリー状の消失性模型5
に組立てるのに使用されるものである。
【0017】図1に示すように、この消失性模型の組立
装置1は、前記スプルー2を前記単位模型4の溶着位置
で当該スプルー2の長さ方向に移動させるスプルー長さ
方向移動手段としての一軸ロボット11と、前記単位模
型4を前記溶着位置に移動させて前記スプルー2に近接
ないしは圧着させる単位模型移動手段としての水平多関
節ロボット21と、前記近接ないしは圧着状態にあるス
プルー2と単位模型4とを局所的に加熱して溶融する加
熱体を前記溶着位置に移動させる加熱体移動手段として
の同時三軸ロボット31と、前記スプルー2を単位模型
4の溶着位置で当該スプルー2の周方向に移動させるス
プルー周方向移動手段としてのステッピングモータ41
と、パレット3上に配置された単位模型4の位置を認識
する画像認識部51aと、前記単位模型4の位置等に対
応して各スプルー長さ方向移動手段(一軸ロボット)1
1と単位模型移動手段(水平多関節ロボット)21と加
熱体移動手段(同時三軸ロボット)31とスプルー周方
向移動手段(ステッピングモータ)41にそれぞれ必要
な制御指令を伝達するスプルー長さ方向移動手段制御部
51bと単位模型移動手段制御部51cと加熱体移動手
段制御部51dとスプルー周方向移動手段制御部51e
を有する画像認識制御手段(画像認識制御装置)51を
備えた構成をなすものである。
【0018】これらのうち、スプルー2を単位模型4の
溶着位置で当該スプルー2の長さ方向に移動させるスプ
ルー長さ方向移動手段としての一軸ロボット11は、図
3に示すように、スプルー2のつかみ部12を有してお
り、このつかみ部12によって保持されたスプルー2を
その長さ方向に移動させることができるように、矢印A
1 で示す軸方向(Y軸方向)にのみ移動するものとなっ
ている。
【0019】また、単位模型3を溶着位置に移動させて
スプルー2に近接ないしは圧着させる単位模型移動手段
としての水平多関節ロボット21は、図4に示すよう
に、単位模型4のつかみ部22を有しており、パレット
3上に配置された単位模型4の位置を画像認識制御手段
50の画像認識部50aにより認識してこの単位模型4
を溶着位置に移動させそしてスプルー2に近接ないしは
圧着させることができるように、矢印A2 で示す軸回転
方向(J1 軸回転方向)と、矢印A3 で示す軸回転方向
(J2 軸回転方向)と、矢印A4 で示す軸回転方向(W
軸回転方向)と、矢印A5で示す軸方向(Z軸移動方
向)に動くものとなっている。
【0020】さらに、圧接ないしは圧着状態にあるスプ
ルー2と単位模型4とを局所的に加熱して溶融するため
の加熱体を溶着位置に移動させる加熱移動手段としての
同時三軸ロボット31は、図5に示すように、加熱体で
ある図6に示すコテ32を保持するコテ保持部33を有
しており、加熱されたコテ32をスプルー2と単位模型
4との近接ないしは圧着部分すなわちスプルー2と単位
模型4との間に移動させることができるように、矢印A
6 で示す軸方向(X軸方向)と、矢印A7 で示す軸方向
(Y軸方向)と、矢印A8 で示す軸方向(Z軸方向)と
に同時に移動するものとなっっている。
【0021】また、この加熱体移動手段には加熱体であ
るコテ32の部分に残存する溶融ワックスを除去するた
めの熱風ブロアーをそなえているものとすることもよ
い。
【0022】さらにまた、画像認識制御手段51は、具
体的には、視覚コントローラ、カメラ、ビデオモニタ、
キーボードターミナルなどにより構成されている。
【0023】このような構成を有する消失性模型の組立
装置1を用いて図2に示すように消失性模型5の組立て
を行うに際しては、スプルー長さ方向移動手段である一
軸ロボット11によってスプルー2が単位模型4の溶着
位置において移動位置決めされた状態において、単位模
型移動手段である水平多関節ロボット21によって単位
模型4が前記スプルー2との溶着位置に移動されて前記
スプルー2に近接ないしは圧着した状態となり、加熱体
移動手段である同時三軸ロボット31により加熱体であ
るコテ32が前記スプルー2と単位模型4との近接部分
ないしは圧着部分に移動されて前記近接部分ないしは圧
着部分のスプルー2と単位模型4とを局部的に加熱溶融
し、前記スプルー2と単位模型4とが圧着されることに
よって、固化後に前記スプルー2の所定位置に前記単位
模型4が溶着される。
【0024】次いで、スプルー長さ方向移動手段である
一軸ロボット11によってスプルー2を長さ方向に所定
の距離だけ移動させ、別の単位模型4が単位模型移動手
段である水平多関節ロボット21によってパレット3よ
り前記スプルー2との溶着位置に移動されて前記スプル
ー2に近接ないしは圧着した状態となり、加熱体移動手
段である同時三軸ロボット31により加熱体であるコテ
32が前記スプルー2と単位模型4との近接部分ないし
は圧着部分に移動されて前記近接部分ないしは圧着部分
のスプルー2と単位模型4とを局所的に加熱溶融し、前
記スプルー2と単位模型4とが圧着されることによっ
て、固化後に前記スプルー2の所定位置に溶着される。
【0025】続いて、スプルー長さ方向移動手段である
一軸ロボット11によってスプルー2を長さ方向に所定
の距離だけ移動させ、前記と同様にして単位模型4を溶
着することにより、スプルー2の長さ方向に複数個の単
位模型4を溶着する。
【0026】そして、スプルー2の周方向にも複数個の
単位模型4を溶着する場合には、スプルー周方向移動手
段であるステッピングモータ41によってスプルー2を
周方向に所定量だけ移動させ、この状態で前記と同様に
スプルー2の長さ方向に複数個の単位模型4を溶着す
る。
【0027】このようにして、スプルー2の長さ方向に
所定個数の単位模型4を溶着固定し、必要ならばスプル
ー2の周方向にも所定個数の単位模型4を溶着して消失
性模型5に組立てるが、この間、単位模型4の位置を画
像認識制御手段51の画像認識部51aにより認識さ
せ、前記認識により情報化された単位模型4の位置に対
応して、あるいはその他の情報に対応して、同じく画像
認識制御手段51のスプルー長さ方向移動手段制御部5
1b,単位模型移動手段制御部51c,加熱体移動手段
制御部51d,スプルー周方向移動手段制御部51eに
より、各々、スプルー長さ方向移動手段である一軸ロボ
ット11,単位模型移動手段である水平多関節ロボット
21,加熱体移動手段である同時三軸ロボット31,ス
プルー周方向移動手段であるステッピングモータ41に
必要な制御指令を伝達して、スプルー2の長さ方向移動
運動,単位模型4の移動運動,加熱体であるコテ32の
移動運動,スプルーの周方向移動運動をそれぞれより正
確かつ確実なものにする。
【0028】これによって、幹に相当するスプルー2に
枝ないしは葉に相当する複数個の単位模型4の溶着が自
動的に行われるようになり、消失性模型5の組立てに人
手を要しないものとなる。また、金属製の組立てユニッ
トも必要としないのでこのような非消失性部材である金
属製の組立てユニットが消失性模型の一部を構成するよ
うなこともなくなる。
【0029】なお、上記実施例においては、スプルー2
の長さ方向に単位模型4を複数個溶着したのち、スプル
ー2を周方向に所定量だけ回転させる場合を示している
が、スプルー2の周方向に単位模型4を複数個溶着した
のち、スプルー2を長さ方向に所定量だけ移動させるよ
うにしても良いものである。
【0030】また、上記実施例においては、3種類のロ
ボットを用いた場合を示しているが、これらと同様の機
能を有する他の装置ないしは機構や、数値制御可能な自
動機構を用いることなども自明なことである。
【0031】
【発明の効果】本発明に係わる消失性模型の組立装置に
よれば、金属製ユニット部材などの非消失性部材を消失
性模型の内部に組み込むことなく、幹に相当するスプル
ーに枝ないしは葉に相当する複数の単位模型を自動的に
溶着組立てすることが可能であい、ツリー状をなす消失
性模型を組立てる際の作業性が著しく向上したものにな
るという著大なる効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる消失性模型の組立装置の全体構
成を示す説明図である。
【図2】消失性模型の構造を例示する説明図である。
【図3】スプルー長さ方向移動手段である一軸ロボット
の斜面説明図である。
【図4】単位模型移動手段である水平多関節ロボットの
斜面説明図である。
【図5】加熱体移動手段である同時三軸ロボットの斜面
説明図である。
【図6】加熱体であるコテの側面説明図である。
【符号の説明】
1 消失模型の組立装置 2 スプルー 3 パレット 4 単位模型 5 消失性模型 11 スプルー長さ方向移動手段(一軸ロボット) 21 単位模型移動手段(水平多関節ロボット) 31 加熱体移動手段(同時三軸ロボット) 41 スプルー周方向移動手段(ステッピングモータ) 51 画像認識制御手段(画像認識制御装置)
フロントページの続き (72)発明者 日比野 俊 治 大阪府門真市松葉町二番七号 松下エフ エーエンジニアリング株式会社 内 (56)参考文献 特開 昭64−44242(JP,A) 特開 平4−75747(JP,A) 特開 平4−91845(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B22C 7/02

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 幹に相当するスプルーに枝ないしは葉に
    相当する複数個の単位模型を溶着してツリー状の消失性
    模型に組立てる装置であって、前記スプルーを前記単位
    模型の溶着位置で当該スプルーの長さ方向および/また
    は周方向に移動させるスプルー長さ方向移動手段および
    /またはスプルー周方向移動手段と、前記単位模型を前
    記溶着位置に移動させて前記スプルーに近接ないしは圧
    着させる単位模型移動手段と、前記スプルーと単位模型
    とを局所的に加熱して溶融する加熱体を前記溶着位置に
    移動させる加熱体移動手段を備えたことを特徴とする消
    失性模型の組立装置。
  2. 【請求項2】 単位模型の位置を認識する画像認識部
    と、スプルー長さ方向移動手段および/またはスプルー
    周方向移動手段,単位模型移動手段および加熱体移動手
    段に対しそれぞれ必要な制御指令を伝達するスプルー長
    さ方向移動手段制御部および/またはスプルー周方向移
    動手段制御部,単位模型移動手段制御部および加熱体移
    動手段制御部を有する画像認識制御手段を備えた請求項
    1に記載の消失性模型の組立装置。
  3. 【請求項3】 スプルー長さ方向移動手段が一軸ロボッ
    トであり、スプルー周方向移動手段がステッピングモー
    タであり、単位模型移動手段が水平多関節ロボットであ
    り、加熱体移動手段が同時三軸ロボットである請求項1
    または2に記載の消失性模型の組立装置。
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