JP3109653B2 - 鋳鉄管用中子の自動塗装装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は鋳鉄管の受口部を形
成するために金型内へ嵌め込む鋳鉄管用中子（以下単に
「中子」という）の表面塗装に係る。

【０００２】

【従来の技術】水道管路などを形成するダクタイル鋳鉄
管は、管路の敷設工事に当って直管部の先端に相当する
挿口を別の管の先端に相当する受口内へ挿入することに
よってきわめて簡単に接合することができるから、他の
材質、たとえば鋼管のような溶接施工が不要であり、現
地における手軽な接合が大きな利点として評価され、管
路形成材の主体に選ばれる要因となっている。この場合
には直管部の端部に相当する挿口が挿入できるように他
方の端部を膨出した受口で形成することが必須の条件と
なる。図１６は日本工業規格（ＪＩＳ）で規定されたダ
クタイル鋳鉄管の一例（Ａ型）の受口の断面であり、鋳
鉄管の直管部と受口外周面はこの形状を転写した金型を
高速で回転し、溶融金属、すなわちダクタイル鋳鉄材を
注湯して凝固が完了するまで遠心力を掛け続けることに
よって成形できる。しかし、遠心力は外周側へ向って管
軸と直角方向に付勢するから、受口の内周面側の段差を
伴う異形部分は別の手法で成形しなければならない。

【０００３】図１６の受口内周面と外端のフランジ側面
を成形するには、図のハッチングで示したように鋳物砂
を目的の形状通りに成形した中子Ｃを金型の所定の位置
に嵌合して鋳造する技法が採用される。中子Ｃの断面形
状は図１６でも理解できるが、図１７に中子だけを拡大
した断面図を示す。中子は規定で標準化された比較的微
細な珪砂に熱硬化性高分子材を配合したシェル砂を加熱
した中子金型内に充填し、樹脂材の溶融軟化と凝固によ
って短時間に金型形状通りに成形するシェルモールド法
が広く適用され、ほぼ自動的に量産されている。

【０００４】シェルモールド法は珪砂の粒度も細かく金
型表面に強制的に圧着されるから、他の造型法に比べる
と鋳型表面が平滑であり寸法精度も優秀である上、量産
体制に最も適した特徴が高く評価されている。しかし、
本来、シェル鋳型は内部が中空の外殻状に成形したもの
であり、鋳造時の注湯温度と遠心力に耐えて金属が凝固
するまで原形を守るためと、微細であるとはいえ砂粒か
らなる表面を一層平滑に仕立てるために、他の鋳造材と
同様に中子表面に塗型を塗装する作業が必要である。ダ
クタイル鋳鉄の場合には黒鉛の微粉に粘土水、ベントナ
イト、糖蜜液などの粘結材を配合して入念に混練した塗
型が塗布され、中子表面の耐熱性を高めると共に砂粒の
目潰しによって美麗な鋳肌を形成するように図ることが
欠かせない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】周知の通りダクタイル
鋳鉄管の製造工程は、ほとんど自動化された量産体制が
確立し、往時の面影を留めないほどに省人化、省力化さ
れて作業環境も一変し、生産性の向上と安全衛生面での
進歩は瞠目すべきものがある。しかし、鋳鉄管製造に中
子の供給が必須の条件であり、成形自体は近代的なシェ
ルモールド法を駆使して本体の金型鋳造と遜色ない能率
的な生産体制を組んでいるとしても、中子の塗型作業に
ついては、なお旧態依然たる手作業に依存せざるを得な
いのが現況である。

【０００６】既に述べたように１日に必要とする中子は
数千個の大量に上り、それも同一寸法ではなくて鋳鉄管
の口径が異なれば当然全ての中子寸法も異なり、現在の
標準規格では出願人の一工場では、２９種類、３，５０
０個／日の中子を成形している。手作業による塗型の塗
装作業は、大別すれば中子表面に対して刷毛で手塗りす
るか、中子全体を塗型液の槽内へ浸漬（ディッピング、
現場用語ではドブ浸け）するか、または噴霧器で表面に
塗型液を散布するかの何れかの手段を採るが、どの方法
で施工したとしても中子の段差を含む不均一な表面に均
一な厚みで塗布することはかなり熟練した技能が要求さ
れる。

【０００７】塗型の目的が中子形成の砂粒と高温度の溶
湯との直接の接触を遮り、平滑で精度の高い受口鋳肌を
保証することにあるから、中子表面に均一な厚みで満遍
なく保護膜を形成していなければ十分に機能したとは言
えない。特に最近では従来機械加工によって受口内面を
切削して精度高く仕上げていたのに替えて、寸法精度と
平滑面を保証する条件の下に鋳放し状態で提供すること
が認められ、塗型の負わされた使命は一段と重要になっ
てきた。たとえば図１８で概念的に示したように、中子
表面に塗型の塗りむらがあったり、余分に垂れ流した流
滴が重なったり、段差の付根などに溜まったまま凝集
（矢視部分）しておれば、製品の受口に寸法精度上の悪
影響を及ぼし、また、外観不良の指摘を受ける原因とな
る懸念は拭い切れない。

【０００８】また、このような手作業に依存した塗型の
塗装では量産体制の充実した鋳造工程に追随することは
容易ではなく、結局人海戦術とも言うべき対策で非能率
をカバーする方法しか選択の余地がない状態に追い込ま
れ、前記の生産工程では４人の作業員のフル活動によっ
て辛うじて工程を消化している。この大きな原因は、鋳
物工場での省人化、省力化は他の量産システムに比べる
と立ち遅れていること、特にシェル鋳型のように破損し
やすく脆性のある対象物の取り扱いは、把持、搬送の一
動作を取り上げても剛性材料よりも難しいこと、起伏の
激しい型表面に均一な塗型面を形成することも自動化を
阻む要因の一つであり、結局、熟達した技能者の指先の
動作に勝る機械的な塗装方法には、熟達した自動化の技
術が不可欠であることなどが主な理由であると考えられ
る。

【０００９】一方、職場環境について言えば、本来が真
黒い塗型液を取り扱うのであるから、手仕事で数千個の
中子を塗装する作業はかなり劣悪な条件とならざるを得
ず、実際に作業員の手足も衣服も１日の作業で甚だしく
汚れるし、職場の空気も汚染され勝ちであるから、今日
の近代的な生産工場としては、能率面にも増して衛生面
からも厳しく改善を求められる対象であり、一般に鋳物
工場全てに共通する要素であるからと看過することは最
早許されない重い課題となった。

【００１０】本発明は以上に述べた課題を解決するため
に、近年の目覚しい自動化技術を集大成した上で、とく
に中子の表面に塗型を塗布するための前記特殊な要件を
摘出し、最も適切な機能を独創的に展開した自動塗装装
置の提供を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係る鋳鉄管用中
子の自動塗装装置は、多数の鋳鉄管用中子Ｃを縦横に並
べて一括受入れ、各個別の鋳鉄管用中子Ｃのそれぞれ固
有の中心点Ｏの位置を検知する計測ロボット１と、鋳鉄
管用中子Ｃの内面へ圧着する把持爪２５を先端に具え、
所定の位置へ搬出入する４軸多関節よりなる搬送ロボッ
ト２と、鋳鉄管用中子Ｃの搬出入ステーション３１，浸
漬ステーション３２を具えたインデックステーブル３０
を回動して連続的に塗型を塗装する浸漬塗型装置３と、
塗装後の鋳鉄管用中子ＣW の塗装面を刷毛４３で押えて
仕上げる塗型仕上げ装置４と、前記各工程における情報
の検知と駆動の伝達を一元的に入力・出力するシステム
制御装置６とよりなることを構成上の特徴とする。

【００１２】装置を形成する各部材にはそれぞれ駆動源
を具えて部材を作動するが、その駆動源に駆動命令を出
力するのがシステム制御装置６であり、その制御の手順
をフローチャートに纏めた図表が図２である。計測ロボ
ット１のセンサプローブ１１が検知した中子Ｃ1の中心
点Ｏ1，中子Ｃ2の中心点Ｏ2，中子Ｃ3の中心点Ｏ3 ……
の位置を入力し、該位置情報を搬送ロボット２先端の把
持爪２５を三方に開いて該中子Ｃを把持し、さらに各関
節を回動して浸漬塗型装置３の搬出入ステーション３１
へ受け渡し、インデックステーブル３０を回動して塗型
液内へ中子Ｃを浸漬した後、搬送ロボット２に塗装後の
中子ＣW を受取って塗型仕上げ装置４へ供給する駆動命
令を出力し、あらかじめ初期条件として記憶した各中子
のパターン毎の固有の形状に基づいた作動軌跡に一致す
るように刷毛４３を進退する駆動命令を出力する各手順
を繰り返すことによって、大量の中子の塗装を自動的、
かつ、手作業以上の優れた塗布面を形成して課題を解決
する。

【００１３】自動塗装装置を形成する個々の部材につい
て具体的な条件を限定すれば、計測ロボット１は旋回支
柱１６、第一関節１３Ａ、第一アーム１７Ａ、第二関節
１３Ｂ、第二アーム１７Ｂ、第三関節１３Ｃ、手首軸１
４を連結した先端で水平、垂直方向に回動自在に吊支す
るタッチセンサ１２を具え、タッチセンサ１２の先端に
取付けたセンサプローグ１１が各鋳鉄管用中子ＣのＸ軸
方向の中心Ｘ0と、該Ｘ0上におけるＹ軸方向の中心を検
知し、該鋳鉄管用中子Ｃ固有の中心点Ｏを捉えて該位置
情報を搬送ロボット２の作動に繋ぐ構成が最適である。
この形態を採れば大量にシェルモールド法によって成形
された中子を１ロット毎に縦横の行列に纏めて集中的に
塗装工程に送り込み、最高の生産性の下に処理すること
ができる利点がある。Ｘ軸、Ｙ軸方向の中心を捉える検
知機器としては、他にもレーザセンサー、画像処理など
の公知技術も試みたが、鋳物工場内の粉塵、光線などの
錯綜する雰囲気では検知結果の信頼性に課題が残り、本
形態が最も信頼のできる構成であると結論付けた。

【００１４】上記の構成のうち、搬送ロボット２は旋回
支柱２８、第一関節２１Ａ、第一アーム２９Ａ、第二関
節２１Ｂ、第二アーム２９Ｂ、第三関節２１Ｃ、手首軸
２２を連結した先端で水平、垂直方向に回動自在に中心
を吊支する中子把持ハンドル２３を具え、該中子把持ハ
ンド２３は中心２４から両側へ対称的にそれぞれ１セッ
ト３個の把持爪２５を開閉自在に具え、緩衝用のチャッ
キングシュー２６を介して中子Ｃの内周面と着脱自在に
圧着している形態が望ましい。搬送ロボットは計測ロボ
ットと浸漬塗型装置間、浸漬塗型装置と塗装仕上げ装置
間とをそれぞれ所定の時期毎に往来して最も能率的な塗
装作業を継続すると共に、中子の把持作業は硬質だが脆
弱で破損しやすいシェル型を搬送主体とするため、把持
の態様には特に配慮しなければならないが、この構成に
よってシェル中子の内周面を三方から均等に圧着し、し
かも緩衝材を介して柔軟に圧接するから、中子を破損す
ることなく大量に移動する機能が維持される。

【００１５】さらに浸漬塗型装置３の浸漬ステーション
３２では、塗型液タンク３５、該塗型液タンクを昇降す
るテーブルリフタ３６、該塗型液タンクの液面Ｌを検知
する液面センサ３７、および中子台３８上へ受け入れた
中子Ｃの浮上防止クランプ３９を具えているから、塗型
の液面を検知した上で中子を適正な深さまで浸漬し、そ
のときに中子が浮力を受けて浮上しないように液中に所
定時間拘束し、確実な塗装が行なわれるように作動を制
御して完全な塗装面の形成を担保することにより課題の
完全な解決を保証する。

【００１６】また、塗型仕上げ装置４は、第一〜第三関
節（４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ）を経由した先端の手首軸
４２の先端に刷毛４３を水平、垂直方向に回動自在に把
持する仕上げロボット４０を具え、各中子ＣW の種類別
にあらかじめ設定された順序と方向に基づいて、回動し
ている中子ＣW の表面に刷毛４３を押し当てて過分の塗
型液を拭い取る。従来の手作業（手塗り、浸漬、噴霧）
でもその後仕上げで甚だしい人手とその熟練度を必要と
していた実情と比べると、塗型の溜まりや垂れ流しを自
動的に仕上げることができ、現場的に最大の負担であっ
た仕上げ作業を無人で処理して課題解決の重大な障害を
克服した。

【００１７】この機能を補完する構成として、仕上げロ
ボット４０の作動範囲内に刷毛洗滌槽４５と、洗滌後の
刷毛絞りシリンダ４６よりなる刷毛洗滌部４７を併設し
たから、常に仕上げ用の刷毛は清浄に保たれて中子表面
の仕上げを確実に実行する能力を与えられ課題解決に拍
車を掛ける。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態の全体
のレイアウトを示す平面図であり、図の形態では受入れ
ステーション５、計測ステーション５５、排出ステーシ
ョン５６以下のコンベア敷設によってコ字形の移動系路
を形成すると共に、該コ字形内に計測ロボット１、搬送
ロボット２、浸漬塗型装置３、塗型仕上げ装置４を配置
して中子塗装作業を自動的に繰り返すラインを組んでい
る。

【００１９】図示しないシェル成形機で大量成形された
中子Ｃはロット毎にパレットなどの上に整列して並べら
れる。図３（Ａ）（Ｂ）はベースパレット５２の上に縦
横に並べた中子Ｃの上に仕切り板５３を載置し、さらに
その上へ中子（Ｃ1，Ｃ2，Ｃ3……）を並べ、以下この
順で多数段の仕切り板５３を使用して計測用に搬入され
た状態を示す。また図４（Ａ）（Ｂ）はベースパレット
５２と、整然と中子を並べるための整列ゲージ５４の斜
視図である。並べられた中子は図１の受入れステーショ
ン５の搬入コンベア５１へ一括して載せられ、計測ステ
ーション５５まで転動して到達する。

【００２０】計測ステーション５５の進路前方に計測ロ
ボット１が立設している。図５は計測ロボットの正面図
であり、基台１５の上に旋回自在の旋回支柱１６を設
け、旋回支柱の先端に第一関節１３Ａを経て第一アーム
１７Ａが連結されている。第一アーム１７Ａは旋回支柱
の旋回によって水平方向に旋回自由であると共に第一関
節１３Ａを支点として垂直方向に回動自由である。第一
アームの他端に第二アーム１７Ｂが第二関節１３Ｂを介
して連結し、旋回支柱、第一アームの旋回に応じて水平
方向に旋回自由であると共に、第二関節を支点として垂
直方向に回動自由である。第二アーム１７Ｂの先端には
第三関節１３Ｃを介して手首軸１４が連結され、水平、
垂直の両方向に回動自在であり、第二アーム１７Ｂの仰
角に拘らず常に水平の姿勢を維持できる。

【００２１】手首軸１４の先端にはタッチセンサ１２が
取り付けられている。タッチセンサ１２の一例を図６に
示したが先端に超硬球よりなるセンサープローブ１１を
具えて中子の内周面にタッチしてその中心点Ｏを検知す
る。図７（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）はその作動原理を示す平面
図、側面図と、センサプローブ１１の作動軌跡（Ｃ）で
あり、図８は作動の手順を制御するフローチャート図で
ある。センサープローブが中子Ｃの孔部Ｈ内へ入れば、
その位置からＸ＋方向に円周面に突き当るまで探知し、
面に突き当ればスタート位置から面までの距離を求め
る。次にＸ−方向に同様に探知して面までの距離を求
め、Ｘ＋方向の距離とＸ−方向の距離の和を半分に等分
した点を求める。円周面の中心点はこの点を通り前記Ｘ
方向と直交する線上にあるから、この点を含むＸ方向と
直交するＹ軸方向に同様の探知を行なって円の中心点Ｏ
の位置を特定する。このように個々の中子の位置をすべ
て特定し、その位置情報が電気信号に変換されてシステ
ム制御装置６へ入力され、さらに搬送ロボット２へ作動
命令として出力される。計測が終わった中子Ｃは次工程
である浸漬塗型装置３へ搬送ロボットを介して次々と移
動し、１ベースパレットの全段の計測と移動が完了すれ
ば、空になって最下段のベースパレット５２だけが残
り、計測ロボット１の基台下に設けた空間下を潜って排
出ステーション５６へ左進し、さらに屈折して装置外へ
排出される。

【００２２】図９は搬送ロボットの実施の形態を示す正
面図であり、基台２７の上に旋回自在の旋回支柱２８を
設け、旋回支柱の先端に第一関節２１Ａを経て第一アー
ム２９Ａが連結されている。第一アーム２９Ａは旋回支
柱の旋回によって水平方向に旋回自由であると共に第一
関節２１Ａを支点として垂直方向に回動自由である。以
下、第二関節２１Ｂ，第二アーム２９Ｂ、第三関節２１
Ｃ、手首軸２２が連結され、水平、垂直の両方向に回動
自在であり、その先端に着脱自在に中子把持ハンド２３
の中心２４を取り付けている。

【００２３】手首軸先端に取り付けた中子把持ハンド２
３は図１０（Ａ）（Ｂ）のように中心２４の左右にチャ
ッキングシュー２６を表面に添着した１セット３本の把
持爪２５をそれぞれ開閉自在に具えている。計測ロボッ
トからの位置情報の信号を受信した搬送ロボット２は、
手首軸２２に中子把持ハンド２３を取り付けて計測ステ
ーション５５までアームを伸し、１セットの把持爪２５
を閉じたままで３本爪の中心を計測の終わった中子Ｃの
一つの中心点Ｏの直上に位置を定めて下降し、中子の孔
部Ｈ内に挿入した後、把持爪２５を中子孔部Ｈの内周面
と圧着するまで開く。この状態でアームが作動して圧着
した中子を吊り上げて回動し浸漬塗型装置３の領域に進
行する。

【００２４】図１１は浸漬塗型装置３の平面図（Ａ）、
縦断正面図（Ｂ）であり、中心支柱によって回動自在に
支持された搬出入ステーション３１の中子受け台３８内
へ搬送ロボットの把持爪２５によって搬入された中子Ｃ
は、インデックステーブル３０の９０度の回動によって
浸漬ステーション３２に位置替えする。図１２は浸漬の
作動原理を示す縦断正面図の略図であり、塗型液タンク
３５はテーブルリフタ３６の駆動によって上昇し、液面
センサー３７が塗型液Ｗの液面Ｌを捉えて停止させ、中
子をタンク内で浸漬させた塗装が自動的に行なわれる。
なお、浸漬に伴って発生する浮力は、インデックステー
ブル側面に立設した浮上防止クランプ３９が中子の上面
を押えて浮動しないように押え付ける。この間には搬出
入ステーション３１には既に次の塗装すべき中子が搬送
ロボット２によって搬入されて待機する。所定時間の浸
漬が終われば塗型液タンク３５が下降して中子から離
れ、上面を抑圧していた浮上防止クランプ３９からも開
放される。浸漬塗型の終わった中子ＣW はインデックス
テーブル３０が９０°旋回して搬出入ステーション３１
へ帰還する。なお、インデックステーブル３０は１／４
円周毎に分割されたステーションを具え、必要に応じて
適宜その他の作動を受ける余地を残している。たとえば
浸漬した塗型を仕上げる前の予備段階としてエアブロー
を掛けて細かく霧散し、より平滑な仕上げ面とする第
一、第二のエアブローステーション３３，３４として活
用することもできるし、中間の外観検査や補修など多目
的のステーションとして予備的に残すことに意義が認め
られる。

【００２５】搬送ロボット２は搬出入ステーションへ帰
還した塗装済みの中子ＣW を把持して塗装仕上げ装置４
の中子載置台４４の一方に載置する。中子載置台４４の
形態は図１３（Ａ）（Ｂ）に示すように、２個の中子が
受入れられるように構成され、台の直前に仕上げロボッ
ト４０が立設されている。このロボットも計測ロボット
１、搬送ロボット２と同様に４軸多関節ロボットであ
り、作動の態様は前記のロボットと同様であるから詳し
くは述べないが、第一〜第三関節（４１Ａ、４１Ｂ、４
１Ｃ）を経由した、手首軸４２は約３０°屈曲してお
り、その先に腰の強い刷毛４３が取り付けられている。
浸漬して表面に塗布した塗型面を形成した中子ＣW は中
子載置台４４の回転運動と共に緩やかに回動し、塗型面
の上から刷毛４３がほぼ直角に押えて余分に付着した塗
型を拭い取り、均一で平滑な面となるように仕上げる。
図１４は仕上げ中の刷毛の方向を示したもので、あらか
じめシステム制御装置６内に入力された各寸法の中子の
中から初期条件として選んだ中子の形状に適合するパタ
ーンで刷毛の運動の軌跡が指示され、その出力に対応し
て屈曲する中子表面に追随して刷毛の方向を適宜変動し
つつ常に直角に押え込むように刷毛を進退移動する。中
子の形状、型式に基づいてすべてシステム制御装置にあ
らかじめ入力され記憶されていることは前に述べた通り
である。

【００２６】刷毛押えによる中子塗型面の仕上げは、同
時に刷毛自体の汚れを伴うから適当な間隔を置いて常に
刷毛を清浄に保つように付着した塗型液を絞り取る必要
がある。図１５は仕上げロボット４０によって定期的に
刷毛４３を洗滌する様子を例示したもので、刷毛４３は
洗滌槽４５へ浸漬して付着した余分の塗型を洗い取ると
共に、洗滌後の刷毛を上方に待機した絞りシリンダ４６
の間を強制的に通過させて余分の洗滌液を絞り取る作用
を行なわせる。

【００２７】刷毛押えによる塗型仕上げ作業の終わった
中子ＣF は搬送ロボット２によって中子搬出コンベア５
７の上に移り、中子搬出コンベア５７は中子の受入れと
同時に一定距離だけ進行して端部を空け、仕上げの終わ
った次の中子を受入れる場所を確保する。

【００２８】個々の動作に分解して各部材の動きを説明
したが、それぞれの作動が相互に有機的な連携を保ち、
最も短時間に作業全体が進行するようにシステム制御さ
れていることは言うまでもない。たとえば、搬送ロボッ
ト２の中子把持ハンド２３は左右２セットの把持爪２５
を具え、浸漬塗型装置で塗装完了後の中子ＣW を受取り
に行くときは、一方の把持爪で塗装前の中子Ｃを把持し
て回動し、空いている方の把持爪で塗装完了の中子ＣW
を把持すると、把持ハンド２３を１８０°回転して塗装
前の中子Ｃを受け台の上に載置する。次に塗型完了の中
子ＣW を一方の把持爪で把持したまま、仕上げロボット
４０の中子載置台４４の一方へ移動し、刷毛押えによる
仕上げ完了の中子ＣF を空いている方の把持爪で把持
し、把持ハンドを１８０°旋回して塗型完了中子ＣW を
仕上げステーションの中子載置台上に載置する。このよ
うに１回の搬送ロボットの回動によって塗装工程前後の
２つの中子を搬入し同時に搬出する。

【００２９】

【発明の効果】まず、生産コストを直接大幅に軽減する
経済効果が実務的にはきわめて著しい。従来技術では前
記の通り、４人の作業者のフル作業で辛うじて賄ってい
た中子塗型工程が、半分の人員で十分に足り、しかも直
接塗型液と接する直接の手仕事は、タンクへの塗型液の
補充や液質の管理などの間接的な分野に限られ、装置内
へ未塗装の中子へ前工程から搬入し、塗型完了後の中子
を単に搬出する作業だけが残るなど作業員に加わる負担
の軽減はまことに顕著なものがある。

【００３０】従来は機械加工によって仕上げていた鋳鉄
管の受口内面を無加工に変更することが認められたが、
その代りに機械加工に準じた優れた平滑面と高い寸法精
度が求められ、従来の手塗りなどの作業でこの要求を満
足させるには作業員の熟練度の向上と厳しい検査体制の
充実と、煩瑣な手直しが不可避となり、必然的に作業能
率の改善の障害となっていた。本発明の実施の結果、寸
法精度の高いシェル中子の特徴を守り続け、塗型精度も
安定させて塗りむらや垂れ流し、溜まり層などの発生を
絶滅したから、品質面でも従来の手作業を凌駕する優れ
た塗型面を形成し、しかも面の形成に個人差に基づく外
観のばらつきも完全に解消し、信頼性の高い受口を定常
的に形成する効果は大きい。

【００３１】作業環境について見れば、従来の中子搬送
はすべて人手に依存し、１日３，５００個の中子を持上
げ移動するという非常に苛酷な作業を強いられてきた。
また、作業中に飛散する塗型液が衣類に付着するので完
全防水服を着用し夏期の酷暑に耐えなければならないと
いう厳しい職場環境に置かれていたが、本発明は全ての
ハンディキャップを克服し、直接塗型作業に関わる部分
での作業が皆無となったことは、環境改善の最大のメリ
ットを職場にもたらしたものとして高い評価と賞賛を集
める結果を呼ぶ。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施形態の全体平面図

【図２】システム制御装置のフローチャート

【図３】中子の搬入状態を示す平面図（Ａ）と正面図
（Ｂ）である。

【図４】中子の整列ゲージ（Ａ）とベースパレット
（Ｂ）の斜視図である。

【図５】計測ロボットの正面図である。

【図６】タッチセンサーの正面図である。

【図７】中子に対するタッチセンサーの検知を示す平面
図（Ａ）、縦断正面図（Ｂ）、作動軌跡（Ｃ）である。

【図８】センサーの検知フローチャートである。

【図９】搬送ロボットの正面図である。

【図１０】中子把持ハンドの平面図（Ａ）と一部縦断正
面図（Ｂ）である。

【図１１】浸漬塗型装置の平面図（Ａ）、一部縦断正面
図（Ｂ）である。

【図１２】浸漬塗型装置の要部だけの縦断正面図であ
る。

【図１３】塗型仕上げ装置の平面図（Ａ）と一部縦断正
面図（Ｂ）である。

【図１４】刷毛押えの順序を示す縦断一部正面図であ
る。

【図１５】刷毛洗滌作用を示す正面図である。

【図１６】鋳鉄管の受口部の縦断正面図である。

【図１７】鋳鉄管用中子の縦断正面図である。

【図１８】中子塗型時の課題を説明する縦断正面図であ
る。

【符号の説明】

１ 計測ロボット ２ 搬送ロボット ３ 浸漬塗型装置 ４ 塗型仕上げ装置 ６ システム制御装置 12 タッチセンサー 13 関節 14 手首軸 21 関節 22 手首軸 23 中子把持ハンド 24 中心（中子把持ハンド） 25 把持爪 26 チャッキングシュー 30 インデックステーブル 31 搬出入ステーション 32 浸漬ステーション 35 塗型液タンク 36 テーブルリフタ 37 液面センサー 39 浮上防止クランプ 40 仕上げロボット 41 関節 42 手首軸 43 刷毛 45 洗滌槽 46 絞りシリンダ 47 刷毛洗滌部 Ｃ 鋳鉄管用中子 Ｈ 中子の孔部 Ｏ 中子の中心

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多数の鋳鉄管用中子Ｃを縦横に並べて一
   括受入れ、各個別の鋳鉄管用中子Ｃのそれぞれ固有の中
   心点Ｏの位置を検知する計測ロボット１と、鋳鉄管用中
   子Ｃの内面へ圧着する把持爪２５を先端に具え、所定の
   位置へ搬出入する４軸多関節よりなる搬送ロボット２
   と、鋳鉄管用中子Ｃの搬出入ステーション３１，浸漬ス
   テーション３２を具えたインデックステーブル３０を回
   動して連続的に塗型を塗装する浸漬塗型装置３と、塗装
   後の鋳鉄管用中子ＣW の塗装面を刷毛４３で押えて仕上
   げる塗型仕上げ装置４と、前記各工程における情報の検
   知と駆動の伝達を一元的に入力・出力するシステム制御
   装置６とよりなることを特徴とする鋳鉄管用中子の自動
   塗装装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、計測ロボット１は旋
   回支柱１６、第一関節１３Ａ、第一アーム１７Ａ、第二
   関節１３Ｂ、第二アーム１７Ｂ、第三関節１３Ｃ、手首
   軸１４を連結した先端で水平、垂直方向に回動自在に吊
   支するタッチセンサ１２を具え、タッチセンサ１２の先
   端に取付けたセンサプローグ１１が各鋳鉄管用中子Ｃの
   Ｘ軸方向の中心Ｘ0と、該Ｘ0上におけるＹ軸方向の中心
   を検知し、該鋳鉄管用中子Ｃ固有の中心点Ｏを捉えて該
   位置情報を搬送ロボット２の作動に繋ぐことを特徴とす
   る鋳鉄管用中子の自動塗装装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、搬送ロボッ
   ト２は旋回支柱２８、第一関節２１Ａ、第一アーム２９
   Ａ、第二関節２１Ｂ、第二アーム２９Ｂ、第三関節２１
   Ｃ、手首軸２２を連結した先端で水平、垂直方向に回動
   自在に中心を吊支する中子把持ハンドル２３を具え、該
   中子把持ハンド２３は中心２４から両側へ対称的にそれ
   ぞれ１セット３個の把持爪２５を開閉自在に具え、緩衝
   用のチャッキングシュー２６を介して鋳鉄管用中子Ｃの
   内周面と着脱自在に圧着していることを特徴とする鋳鉄
   管用中子の自動塗装装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３の何れかにおいて、浸漬
   塗型装置３の浸漬ステーション３２では塗型液タンク３
   ５、該塗型液タンク３５を昇降するテーブルリフタ３
   ６、該塗型液タンク内の液面Ｌを検知する液面センサ３
   ７、および中子受台３８上へ受け入れた鋳鉄管用中子Ｃ
   の浮上防止クランプ３９を具えていることを特徴とする
   鋳鉄管用中子の自動塗装装置。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４の何れかにおいて、塗型
   仕上げ装置４は第一〜第三関節（４１Ａ、４１Ｂ、４１
   Ｃ）を経由した先端の手首軸４２の先端に刷毛４３を水
   平、垂直方向に回動自在に把持する仕上げロボット４０
   を具え、各鋳鉄管用中子ＣWの種類別にあらかじめ設定
   された順序と方向に従って、回動している鋳鉄管用中子
   ＣW の表面へ刷毛４３を押し当てて過分の塗型液を拭い
   取ることを特徴とする鋳鉄管用中子の自動塗装装置。
6. 【請求項６】 請求項５において、仕上げロボット４０
   の作動範囲内に刷毛洗滌槽４５と、洗滌後の刷毛絞りシ
   リンダ４６よりなる刷毛洗滌部４７を併設したことを特
   徴とする鋳鉄管用中子の自動塗装装置。
7. 【請求項７】 請求項１乃至６の何れかにおいて、シス
   テム制御装置６は、計測ロボット１のセンサプローブ１
   １が検知した多数の鋳鉄管用中子Ｃのそれぞれ固有の中
   心点Ｏの位置を入力し、該位置情報に基づいて搬送ロボ
   ット２先端の把持爪２５を三方に開いて該鋳鉄管用中子
   Ｃを把持し、さらに該搬送ロボット２の各関節を回動し
   て浸漬塗型装置３の搬出入ステーション３１へ受け渡
   し、インデックステーブル３０を９０°回動して塗型液
   タンク３５内へ鋳鉄管用中子Ｃを浸漬した後、該塗型液
   タンク３５を降下する駆動命令を出力し、さらに搬送ロ
   ボット２に塗装後の鋳鉄管用中子ＣW を一方で受取って
   塗型仕上げ装置４へ供給すると共に、他方では新しい鋳
   鉄管用中子ＣW を搬出入ステーション３１へ引き渡す把
   持爪２５の開閉と関節の回動を命ずる駆動命令を出力
   し、あらかじめ初期条件として記憶した各鋳鉄管用中子
   のパターン毎の固有の形状に基づいた作動軌跡に一致す
   るように刷毛４３を進退する駆動命令を出力する各手順
   を行なう機能を有するものであることを特徴とする鋳鉄
   管用中子の自動塗装装置。