JP4114931B2 - Raw material powder molding apparatus and method of conveying molded body - Google Patents
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Description
本発明は、原料粉末の成形装置およびその成形体の搬送方法に関し、特に、R−M−B系等の希土類焼結磁石用合金粉末等の原料粉末の成形装置およびその成形体の製造・搬送方法に関する。
BACKGROUND OF THE
希土類焼結磁石は、原料金属を溶解し、塊状あるいは薄帯状の原料合金として、この原料合金に粉砕、成形、焼結、熱処理、加工等の粉末冶金技術を用いることにより製造される。希土類焼結磁石の中でも、R−M−B系希土類焼結磁石(Rは希土類元素のうち一種または二種以上、MはFe(鉄)を必須とし、その他の金属元素を含む。Bはホウ素である。なお、希土類元素にはY(イットリウム)も含む。また、Bは一部がC(炭素)によって置換されていてもよい。)は高性能磁石として注目されている。 A rare earth sintered magnet is manufactured by melting a raw metal and using a powder metallurgy technique such as pulverization, molding, sintering, heat treatment, processing, etc., as a bulk or ribbon-shaped raw material alloy. Among rare earth sintered magnets, R-MB-based rare earth sintered magnets (R is one or more of rare earth elements, M is essentially Fe (iron), and contains other metal elements. B is boron) Note that rare earth elements include Y (yttrium), and B may be partially substituted by C (carbon).
しかし、粉砕して得られた希土類焼結磁石用合金粉末は、化学的に活性であるために、大気中において急激に酸化して含有酸素量が増加し、磁気特性の劣化を招いてしまう。また、原料粉末を成形した成形体も同様である。
そこで、原料粉末の生成から成形体の焼成までの間は、原料粉末や成形体を窒素ガス中やアルゴンなどの不活性ガス中に保存する必要があった。
However, since the alloy powder for rare earth sintered magnet obtained by pulverization is chemically active, it rapidly oxidizes in the atmosphere, increasing the amount of oxygen contained therein, leading to deterioration of magnetic properties. The same applies to a molded body obtained by molding the raw material powder.
Therefore, it was necessary to store the raw material powder and the compact in an inert gas such as nitrogen gas or argon between the production of the raw material powder and the firing of the compact.
このような問題に対して、不活性ガス雰囲気中でプレス成形を行い、成形体を個々にベルトで搬送して成形工程から焼成工程へ直接流す技術が開示されている(特許文献1参照)。 In order to solve such a problem, a technique is disclosed in which press molding is performed in an inert gas atmosphere, and the compacts are individually conveyed by a belt and flowed directly from the molding process to the firing process (see Patent Document 1).
しかしながら、成形体を個々に焼成工程に流す(搬送する)よりも、所定トレーなどに多くの成形体を配置し、一定量の成形体をトレー上に蓄えたところで、まとめて、焼成工程に搬送した方が焼成工程の効率が良い。 However, rather than flowing (conveying) the compacts individually into the firing process, a large number of compacts are placed on a predetermined tray, etc., and when a certain amount of compacts are stored on the tray, they are collectively transported to the firing process. The efficiency of the firing process is better.
このような搬送方法を採用する成形・焼成装置が特許文献2に開示されている。特許文献2に開示された成形・焼成装置では、プレスにより成形された成形体は、ロボットによりベルトコンベアの一端に配置されて、ベルトコンベアで搬送され、ベルトコンベアの終端で、ロボットアームにより他のベルトコンベア上を搬送される焼成用台板(焼成トレー)上に配列される。 A molding / baking apparatus employing such a conveying method is disclosed in Patent Document 2. In the molding / baking apparatus disclosed in Patent Document 2, a molded body molded by pressing is placed on one end of a belt conveyor by a robot, and conveyed by the belt conveyor. It arranges on the base plate for baking (baking tray) conveyed on the belt conveyor.
特許文献2に開示されたシステムでは、吸着ノズルを備えた旋回式の搬送ロボットがベルトコンベアから焼成用台板に成形体を搬送している。しかし、このような構成では、ベルトコンベアや搬送ロボットの旋回範囲が大きくなってしまう。このため、そのような搬送機構を、特許文献1に開示されたような雰囲気制御タイプの装置に適用すると、不活性ガスを充填した処理容器のサイズが大きくなり、雰囲気の制御が困難になり、また、ガスが無駄になりやすい等の課題が生ずる。
In the system disclosed in Patent Document 2, a swivel-type transfer robot provided with suction nozzles transfers a molded body from a belt conveyor to a baking base plate. However, in such a configuration, the swivel range of the belt conveyor or the transfer robot becomes large. For this reason, when such a transport mechanism is applied to an atmosphere control type apparatus as disclosed in
また、このような搬送ロボットで成形体を搬送するためには、脱金型された成形体の正確な位置と重心(形状)とを検出しなければならない。このため、特許文献2では、カメラで撮像した画像の画像認識により成形体の位置と形状を判別しており、装置構成が複雑であると共に制御が難しい。
なお、以下の説明において窒素ガスやアルゴンなどの不活性ガスを総称して非酸化性ガスと称することとする。また、純酸素ガスあるいは酸素を含むガス、例えば空気のようなガスを総称して酸素ガスと称することとする。
In the following description, inert gases such as nitrogen gas and argon are collectively referred to as non-oxidizing gases. Further, pure oxygen gas or gas containing oxygen, for example, gas such as air is generically referred to as oxygen gas.
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、希土類焼結磁石の磁気特性の向上、および、安全性の向上を図ることができる希土類焼結磁石用合金粉末の成形装置およびその成形方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、構成が簡単で制御が容易な成形体の搬送手法を提供することを他の目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an apparatus and a method for forming a rare earth sintered magnet alloy powder capable of improving the magnetic properties and safety of a rare earth sintered magnet. The purpose is to provide.
Another object of the present invention is to provide a method for conveying a molded body that is simple in configuration and easy to control.
上記目的を達成するため、本発明の第1の観点に係る成形装置は、
雰囲気制御された雰囲気制御室と、
この雰囲気制御室内に設けられ、原料粉末を加圧成形する加圧成形手段と、
前記雰囲気制御室内に設けられ、前記加圧成形手段から成形体を取り出し、前記加圧成形手段と所定容器との間を一軸方向に移動して、この成形体を前記所定容器に搬送する搬送手段と、
前記雰囲気制御室内に設けられ、前記所定容器を載置し、水平面内で前記搬送手段の移動方向と垂直方向に移動する、もしくは、水平面内で前記搬送手段の移動方向と平行方向並びに垂直方向にそれぞれ移動する容器移動手段と、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a molding apparatus according to the first aspect of the present invention comprises:
An atmosphere control room with controlled atmosphere;
A pressure forming means provided in the atmosphere control chamber for pressure forming the raw material powder;
A conveying unit that is provided in the atmosphere control chamber, takes out a molded body from the pressure molding unit, moves in a uniaxial direction between the pressure molding unit and a predetermined container, and transports the molded body to the predetermined container. When,
It is provided in the atmosphere control chamber, places the predetermined container, and moves in a direction perpendicular to the moving direction of the conveying means in a horizontal plane, or in a direction parallel to and perpendicular to the moving direction of the conveying means in a horizontal plane. Container moving means for moving each;
It is characterized by providing.
前記搬送手段は、望ましくは、サーボモータと、該サーボモータの動力により前記一軸方向に移動する手段と、前記サーボモータを制御する手段とを備える。 The conveying means preferably comprises a servo motor, and means for moving the axial direction by the power of the servo motor, and means for controlling the servo motor.
前記容器移動手段は、サーボモータにより、前記垂直方向に移動する、もしくは前記平行方向並びに前記垂直方向にそれぞれ移動する。 It said container moving means, by a servomotor, said vertically to move, or their respective to move the parallel direction and the perpendicular direction.
前記雰囲気制御室内に配置されたバリ取り装置を備え、前記搬送手段は、前記加圧成形手段から前記成形体を取り出し、前記バリ取り装置に搬送し、バリ取り装置によるバリ取り処理後の成形体を前記所定容器まで搬送するようにしてもよい。 Comprising a deburring device disposed in the atmosphere control chamber, said conveying means, said taken out the green body from the pressure forming means is conveyed to the deburring device, formed article after deburring treatment with deburring machine May be conveyed to the predetermined container.
前記バリ取り装置は、例えば、前記成形体に高圧非酸化性ガスを吹き付けることにより、成形体から加圧成形時にできたバリを除去する。 The deburring device removes burrs formed during pressure molding from the molded body by , for example, spraying a high-pressure non-oxidizing gas on the molded body.
前記雰囲気制御室内に、前記成形体の方向を転換する方向転換装置を配置し、
前記搬送手段が、前記成形手段から前記成形体を取り出し、前記方向転換装置まで搬送し、該方向転換装置で方向が転換された成形体を前記所定容器まで搬送するようにしてもよい。
In the atmosphere control chamber, a direction changing device for changing the direction of the molded body is arranged,
The conveying means may take out the molded body from the molding means, convey it to the direction changing device, and convey the molded body whose direction has been changed by the direction changing device to the predetermined container .
前記方向転換装置は、水平面内で前記搬送手段の移動方向と垂直方向に伸びる回転軸を中心に回動する回動プレートを備えてもよい。この場合、前記搬送手段により前記回動プレート上に前記成形体が搬送されると、該回動プレートを回動し、前記成形体の方向を転換する。 The direction changing device may include a rotation plate that rotates about a rotation axis that extends in a direction perpendicular to the moving direction of the conveying means in a horizontal plane. In this case, when the molded body is transported onto the rotating plate by the transporting means, the rotating plate is rotated to change the direction of the molded body.
また、この発明の第2の観点に係る成形体の搬送方法は、
雰囲気制御された雰囲気制御室内において、加圧成形手段により成形された成形体を、搬送手段により所定位置に配置された容器に搬送する搬送工程と、
載置した容器を、容器移動手段により移動する容器移動工程と、を有し、
前記搬送工程では、前記加圧成形手段と所定容器との間を一軸方向に移動して前記成形体を搬送し、
前記容器移動工程では、水平面内で前記搬送手段の移動方向と垂直方向に移動する、もしくは、水平面内で前記搬送手段の移動方向と平行方向並びに垂直方向にそれぞれ移動する、
ことを特徴とする。
Moreover, the conveyance method of the molded object which concerns on the 2nd viewpoint of this invention is as follows.
In atmosphere controlled atmosphere control chamber, a conveying step of conveying the containers placed in position by the molded body formed by pressure forming means, transfer means,
A container moving step of moving the placed container by the container moving means,
In the conveying step, the molded body is conveyed by moving in a uniaxial direction between the pressure forming means and a predetermined container,
In the container moving step, the container moves in a direction perpendicular to the moving direction of the conveying means in a horizontal plane, or moves in a direction parallel to and perpendicular to the moving direction of the conveying means in a horizontal plane ,
It is characterized by that.
前記搬送工程では、サーボモータの動力により搬送手段を前記一軸方向に移動する。 Wherein the conveying step, the movement of the conveyor means to the axial direction by the power of the servo motor.
前記容器移動工程では、サーボモータの動力により容器移動手段を前記垂直方向、もしくは前記平行方向並びに前記垂直方向にそれぞれ移動して前記容器を移動する。 In the container moving step , the container is moved by moving the container moving means in the vertical direction, the parallel direction, and the vertical direction by the power of the servo motor.
前記雰囲気制御室内において、搬送手段により前記加圧成形手段から取り出された成形体を、方向転換装置により成形体の方向を転換する方向転換工程を有していてもよい。 In the atmosphere control chamber, the molded body taken out from the pressure forming means by the conveying means may have a turning step of turning the direction of the molded body by turning device.
前記成形体を載せた前記容器を前記雰囲気制御室外へ搬出する搬出工程を有していてもよい。 You may have the carrying-out process which carries out the said container which mounted the said molded object out of the said atmosphere control chamber.
本発明装置によれば、成形体の焼成炉への搬送までの間における成形体が外気に触れる事態を防止することができる。
また、稼働スペースが大きくならず、更に、カメラ装置等の付随装置を必要とせずに、省スペース、高速、高精度で搬送することができる。
According to the apparatus of the present invention, it is possible to prevent a situation where the molded body comes into contact with outside air until the molded body is conveyed to the firing furnace.
Further, the operating space does not become large, and further, it can be transported with space saving, high speed, and high accuracy without requiring an accompanying device such as a camera device.
本発明の実施の形態に係る希土類焼結磁石用合金粉末の成形装置及び成形体を搬送する方法について、図面を参照して説明する。 An apparatus for molding a rare earth sintered magnet alloy powder and a method for conveying a molded body according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
この実施の形態に係る成形装置1は、雰囲気制御室10内に、タンク11と、粉末供給部12と、金型13と、金型搬送用シリンダ14と、上パンチ15及び下パンチ16と配向磁場用コイル17とを有する加圧成形手段としてのプレス機18と、搬送手段としての成形体取出装置(搬送装置)19と、バリ取り装置20と、方向転換装置21と、容器として成形体を載るための焼成トレー22と、容器移動手段としての焼成トレー22を載せるステージ23と、非酸化性ガス導入ユニット24と、酸素濃度検知センサ25,26とを備えている。
The
雰囲気制御室10は、内部を非酸化性ガスの雰囲気とし、Nd2Fe14B化合物等を主成分とするR−M−B系希土類焼結磁石の合金原料粉末やその成形体PEを大気(酸素)から遮断するために設けられている。
The
タンク11は、気密性を有し、タンク11内には例えばNd2Fe14B化合物等を主成分とするR−M−B系希土類焼結磁石の合金原料粉末が収容されている。
The
粉末供給部12は、筒体から構成され、弁31を介して気密性をもってタンク11に接続されている。
The powder supply unit 12 is composed of a cylindrical body, and is connected to the
金型13には、原料粉末が注入充填される。金型13の内面には、潤滑剤が塗布されている。潤滑剤としては、有機系潤滑剤が適しており、例えば脂肪酸エステル等が用いられる。
The
ここで、金型13の内面に潤滑剤を塗布する理由について説明する。まず、R−M−B系希土類焼結磁石用原料粉末にはその性質上、カーボンによる磁気特性(保磁力)の悪化や強度の低下などの理由から潤滑材を多量に添加することができないため、成形体PE抜出時に金型13の内面との摩擦でかじりが発生してしまう。このために、原料粉末と金型13の内面との滑りをよくするために、金型13の内面に潤滑剤を塗布する。
Here, the reason why the lubricant is applied to the inner surface of the
また、金型13内に一定重量の原料粉末を安定して注入充填することは困難である。金型13内に充填される原料粉末の量のバラツキは、成形後の成形体PEの重量バラツキ、焼結体の寸法バラツキ等につながっていき、加工時の能率が低下するのみならず寸法、重量不良をきたすことになる。このために、金型13の内面に潤滑剤を塗布して、安定して原料粉末の注入充填が行えるようにする。
In addition, it is difficult to stably inject and fill a certain weight of raw material powder into the
また、金型13内に注入された原料粉末に磁場を印加して、原料粉末粒子の配向を行うが、配向性が悪いと磁気特性が低下する。ゆえに、配向磁場を印加した状態で何らかの手段により金型13内の原料粉末を配向しやすくする必要がある。その手段として、金型13の内面に潤滑剤を塗布する。
In addition, a magnetic field is applied to the raw material powder injected into the
なお、金型13内の原料粉末の配向性をよくするために、金型13の載置台32に振動源を配置し、金型13への原料粉末の充填時に、金型13と原料粉末とを振動させるようにしてもよい。
In order to improve the orientation of the raw material powder in the
金型搬送用シリンダ14は、載置台32上の金型13に原料粉末が注入充填される原料粉末注入充填位置からプレス機18の上パンチ15及び下パンチ16間の位置へ金型13を搬送するために、原料粉末注入充填位置と上パンチ15及び下パンチ16間の位置との間を水平方向に往復運動する。
The
プレス機18は、上パンチ15と下パンチ16とを備える。上パンチ15の下パンチ16と対向する位置には配向磁場用コイル17が設けられており、配向用の磁界を印加しながら、原料粉末を加圧成形して、成形体PEを成形する。
The
成形体取出装置(搬送装置)19は、プレス機18のテーブル33と焼成トレー22との間を一軸方向に往復運動し、成形体PEを、プレス機18上の金型13から焼成トレー22上まで搬送する。
The compact body take-out device (conveyance device) 19 reciprocates in a uniaxial direction between the table 33 of the
バリ取り装置20は、例えば、ブラスト装置から構成され、成形体PEに高圧ガスを吹き付ける等して、バリを除去する。
The
方向転換装置21は、回動プレート21aを備え、回動プレート21a上に水平方向に配置された成形体PEの向きを、回動プレート21aを回動・傾斜させることにより、垂直方向に代えて直立状態とし、焼成トレー22への載置を容易にする。
The
焼成トレー22は、成形体PEを後工程の焼成工程に搬送するために、成形体PEを収容するための容器であり、成形体PEを配列・配置・維持できれば、その形状、材質、サイズは任意である。焼成トレー22上には、成形体PEが、直立状態で整列して配列される。方向転換装置21を用いて成形体PEを直立状態に搭置したが水平方向のまま焼成トレー22上に載置してもよい。焼成トレー22は、ステージ23上に載置されている。
なお、図示はしないが、焼成トレー22を、焼成工程に移送するための搬出装置が配置されている。
The firing
In addition, although not shown in figure, the carrying-out apparatus for transferring the
ガス導入機構として非酸化性ガス導入ユニット24は、雰囲気制御室10に接続されている。非酸化性ガス導入ユニット24は、非酸化性ガス(窒素ガスあるいはアルゴンのような不活性ガス)を雰囲気制御室10に導入する非酸化性ガス導入管と、制御バルブ(35)と、非酸化性ガス導入源とを備え、雰囲気制御室10に非酸化性ガス、例えば窒素ガスを供給することにより、雰囲気制御室10を(窒素)雰囲気制御する。これは、成形直後の成形体PEは、その表面が大気に曝され、酸化作用をうけると、磁気特性が劣化してしまうためである。特に、活性な希土類元素を含み、かつ、酸素含有量の低い原料粉末、あるいはこの原料粉末を用いた成形体PEを大気中に曝すと発火さえも生じてしまう。そこで、成形体PEまたは成形体PEを載せた焼成トレー22を収容する雰囲気制御室10内を雰囲気制御している。さらに、成形前後で原材粉末と成形体PEとが酸化されるのを防止するため、および火災等の安全上の対策するため、原材粉末と成形体PEとを大気と遮断するために雰囲気制御室10を雰囲気に制御している。
A non-oxidizing
雰囲気制御室10内の酸素濃度を検出するために異なる種類の酸素濃度検知センサが設けられている。例えば一方は、ガルバニック式センサ25から構成され、他方は、ジルコニア(Zr)式センサ26から構成される。この雰囲気制御室10内の酸素濃度に応じてガルバニック式センサ25およびジルコニア式センサ26により検知する。ガルバニック式センサ25とジルコニア式センサ26との切り替える酸素濃度は500ppmから2%の範囲であればよく、1000ppmから1%の範囲であれば更に好ましい。前述のように、金型13の内面には有機系の潤滑剤が塗布されているために、雰囲気制御室10内に有機ガス成分が飛散する。ジルコニア式センサ26は、酸素濃度が比較的高い場合であれば酸素濃度を正確に検知できるが、酸素濃度がある程度以下(500ppm程度)になると、有機ガス成分を含む雰囲気での測定には検知感度が落ちるために不向きである。一方、ガルバニック式センサ25、有機ガス成分を含む雰囲気の影響は受けないが、酸化を嫌うために2%以上の酸素濃度を測定することには不向きである。したがって、各々のセンサを酸素濃度に応じて使い分けて、一例として酸素濃度が約5000ppmである状態を境にして、酸素濃度が約5000ppm以上である状態では、ジルコニア式センサ26により酸素濃度を検知し、酸素濃度が約5000ppm以下である状態では、ガルバニック式センサ25により酸素濃度を検知する。具体的には、酸素濃度が減少方向にあるときにはジルコニア式センサ26で測定している酸素濃度が低くなって5000ppmになった時に、ガルバニック式センサ25による酸素濃度の検知に切り替えればよい。逆に、酸素濃度が増加方向にあるときにはガルバニック式センサ25で測定している酸素濃度が5000ppmになった時に、ジルコニア式センサ26による検知に切り替えればよい。これらの酸素濃度の範囲内にあるときには、ガルバニック式センサ25とジルコニア式センサ26の両方で酸素濃度の検出を行っていても良い。両方のセンサで検出された酸素濃度を制御部51で比較・演算しながら、例えば1つの基準値として雰囲気制御室10内における酸素濃度が5000ppmで切り替えを行うようにしても良い。
In order to detect the oxygen concentration in the
これらのセンサで酸素濃度を測定し、制御バルブ35を調整することにより、雰囲気制御室10内の酸素濃度を一定レベルに制御することができる。
By measuring the oxygen concentration with these sensors and adjusting the
さらに、この雰囲気制御室10には、制御部51が配置されている。制御部51は、CPU(Central Processing Unit)及び動作プログラムを記憶したメモリ等を備え、タンク11から金型13への原料粉末の供給、金型搬送用シリンダ14による移送、配向磁場用コイル17による配向磁界の印加、プレス機18によるプレス処理、取出装置19による搬送(各々のサーボモータを制御する手段)、バリ取り装置20によるバリ取り、方向転換装置21による方向の転換、ステージ23の位置の制御、酸素濃度検知センサ25,26の測定値の取り込み、制御バルブ35の開度の調整・制御などを総括的に実行する。
Further, a
次に、取出装置19、バリ取り装置20,方向転換装置21,焼成トレー22,ステージ23についてより詳細に説明する。
Next, the take-out
取出装置19は、図1に示すように、台191と、台191から水平方向に伸びるアーム192と、アーム192の先端に配置されたヘッド193と、ヘッド193から垂直方向に伸びるハンド194と、ハンド194の先端に配置されたフィンガ(狭持部)195とから構成される。
As shown in FIG. 1, the take-out
アーム192は、水平かつ一軸方向に伸縮し、ハンド194は、ヘッド193から垂直かつ一軸方向に伸縮する。また、フィンガ195は開閉して成形体PEを把持(狭持)する。
The
図2(a)、(b)に示すように、アーム192とハンド194とは、サーボモータ201、203により、対応する一軸駆動機構202,204を介して、駆動される。また、図2(c)に示すように、フィンガ195は、サーボモータ205により、開閉機構206を介して、開閉駆動される。開閉駆動はエアチャックでも良い。
駆動用のサーボモータは、AC(交流)サーボモータであっても、DC(直流)サーボモータであってもよい。ただし、原料粉末以外の粉末、例えば、モータブラシ研磨粉が発生せず、雰囲気制御室10内をクリーンに維持できるブラシレスタイプのサーボモータ、例えば、ACサーボモータが望ましい。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
The drive servo motor may be an AC (alternating current) servo motor or a DC (direct current) servo motor. However, a powder other than the raw material powder, for example, a motor brush polishing powder is not generated, and a brushless type servo motor that can keep the
図3に平面図で示すように、アーム192の伸縮方向(x軸方向)に一直線に、プレス機18のテーブル33,バリ取り装置20、方向転換装置21、焼成トレー22が配置されており、ヘッド193の一軸方向の移動により、これらの装置間での成形体PEの搬送が可能なように構成されている。
As shown in a plan view in FIG. 3, the table 33 of the
前述のように、方向変換装置21は、回動プレート21aをアーム192の移動方向に垂直方向に伸びる回転軸を中心に回動させることにより、成形体PEを直立させる。この回動プレート21aは、図2(d)に示すように、サーボモータ207により、回動機構208を介して駆動される。この駆動はロータリアクチュエータでも良い。
As described above, the
ステージ23は、焼成トレー22を載置して、y方向(水平面内でアームの移動方向に垂直方向)に移動可能に構成されている。取出装置19の成形体PEをリリース(解放)する位置は、x方向(水平面内でアーム192の移動方向に平行方向)に移動できるが、y方向(水平面内でアームの移動方向に垂直方向)の位置は、図3に示すように固定であり、ステージ23が焼成トレー22上の成形体PEの今回の載置位置となる取出装置19のリリース位置をy方向に合わせることにより、一軸移動しかできない取出装置19を用いて、高精度に位置決めして、多数の成形体PEをマトリクス状に狭間隔で配置することができる。ステージ23も、図2(e)に示すように、サーボモータ211により、y方向(水平面内でアームの移動方向に垂直方向)の(一軸)移動機構212を介して、y方向に駆動される。もちろん、ステージ23は、x方向とy方向とに移動可能に構成してもよい。x方向に移動可能に構成することによりアーム192の移動距離を短くすることができ取出装置19の小型化が可能となる。
The
次に、この成形装置1により希土類焼結磁石用粉末を成形し、焼結工程に搬出する動作について説明する。
なお、以下の動作は、全て制御部51の制御下に実行されるが、理解を容易にするため、制御部51に逐一言及することは避ける。
Next, the operation of forming the rare earth sintered magnet powder by the forming
The following operations are all executed under the control of the
まず、弁31を所定時間開いて、粉末供給部12から、載置台32上の原料粉末注入充填位置に載せられた金型13内に原料粉末を一定量注入充填する。このとき、載置台32上の金型13に、図示しない振動源により金型13内の原料粉末を振動させてもよい。
First, the
続いて、金型搬送用シリンダ14により、原料粉末が充填された金型13を原料粉末注入充填位置からプレス機18の上パンチ15及び下パンチ16間の位置へ搬送する。
Subsequently, the die 13 filled with the raw material powder is transferred from the raw material powder injection filling position to a position between the
配向磁場用コイル17により配向磁場を印加しながら、上パンチ15を降下させることにより金型13に充填された原料粉末を加圧し、圧縮成形する。圧縮成形された成形体PEは、下パンチ16の上昇により、金型13の上面まで押し出される(脱金型される)。
While applying an orientation magnetic field by the orientation
脱金型された成形体PEは、成形体取出装置19により取り出され、焼成トレー22上まで搬送される。
The demolded molded body PE is taken out by the molded body take-out
この搬送動作を、1つの成形体に注目して、図4の手順フローと、図5〜図7を参照して説明する。
制御部51は、各々のサーボモータを制御する手段を有している。図5(a)に示すように、サーボモータ201を制御して、アーム192をプレス機18まで伸ばし、続いて、サーボモータ203を制御して、ハンド194を下方向に伸ばして、成形体PEを把持(狭持)する。続いて、図5(b)に示すように、ハンド194を縮め、アーム192を縮めて、ヘッド193をバリ取り装置20上に移動し、ハンド194を降下させ、図5(c)に示すように、成形体PEをバリ取り装置20内に搬送する(図4,ステップS1)。
This conveyance operation will be described with reference to the procedure flow of FIG. 4 and FIGS.
The
バリ取り装置20は、例えば、高圧非酸化性ガスを成形体PEに吹き付けることにより、プレス時に形成されたバリを除去する(ステップS2)。
The
続いて、図6(d)に示すように、バリ取り後の、成形体PEをフィンガ195で把持して、方向転換装置21の回動プレート21a上に搬送する(ステップS3)。
Subsequently, as shown in FIG. 6D, the molded body PE after the deburring is gripped by the
続いて、図6(e)、(f)に示すように、回動プレート21aをy軸方向に伸びる回転軸を中心に回動・傾斜させ、成形体PEを直立させる(ステップS4)。
続いて、図7(g)に示すように、直立している成形体PEを把持し、アーム192を移動して、図7(h)に示すように、成形体PEをリリース位置まで搬送し、リリース(解放)する。このとき、サーボモータ211は、制御部51の指示に従って、ステージ23のy位置を制御して、焼成トレー22の今回の成形体載置位置を取出装置19のリリース位置に移動する。これにより、焼成トレー22の所望の位置に成形体PEが直立状態で配置される(ステップS5)。
Subsequently, as shown in FIGS. 6E and 6F, the
Subsequently, as shown in FIG. 7G, the upright molded body PE is gripped, the
このように、成形装置1では、取出装置19自体は、水平方向に一軸移動しかできず、成形体PEのリリース位置が固定である。しかし、例えば、同期を取って、ステージ23をy方向に所定距離ずつシフトしながら、成形体PEを載置することにより、簡単な制御で、成形体PEを焼成トレー22上に、マトリクス上に正確に位置決めして狭間隔で配置することが可能である。
Thus, in the
焼成トレー22上に整列された成形体PEは、1トレー分の成形体PEが載置されるまで雰囲気制御室10内に保管される(ステップS6)。
The formed bodies PE aligned on the
1トレー分の所定数の成形体PEが配置されると、焼成トレー22は、例えば、非酸化性ガスが封入された搬送車により、さらに、焼成工程へと搬出される。
When a predetermined number of the molded bodies PE for one tray are arranged, the firing
このため、原料粉末や成形体PEは酸化されないため、微少酸素含有量に制御された希土類焼結磁石を得ることができる。その結果、希土類焼結磁石の磁気特性を向上させることができる。 For this reason, since raw material powder and molded object PE are not oxidized, the rare earth sintered magnet controlled by minute oxygen content can be obtained. As a result, the magnetic properties of the rare earth sintered magnet can be improved.
そして、この実施の形態では、取出装置19が、水平方向に1軸移動ができるだけの構成であるため、多軸でx,y,z,軸の任意の方向及び位置に移動できるロボットアームを使用する場合に比して、稼働スペースが大きくならず、雰囲気制御室を小容量化することができ、雰囲気の維持・管理を容易にすることができる。また、カメラなどの付属装置を必要とせずに、高い位置決め精度で、成形体PEを焼成トレー22上に配列することができる。
また、駆動手段としてサーボモータを使用することにより、正確な位置決めが可能となる。
In this embodiment, since the take-out
In addition, accurate positioning is possible by using a servo motor as the driving means.
以上、実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、上記実施形態では、酸素濃度検知センサとしてガルバニック式センサ25およびジルコニア式センサ26を各々1個ずつ雰囲気制御室10内に設ける例について説明したが、センサの種類・数などは任意である。
The present invention has been described with reference to the embodiment. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. For example, in the above-described embodiment, an example in which one
また、上記実施形態においては、金型13内に原料粉末を注入充填する例について説明したが、金型13の代わりに充填ボックス60を用いて充填ボックス60内に原料粉末を供給するようにしてもよい。この場合には、図8に示すように、金型13をダイ13Bとし、金型搬送用シリンダ14を充填ボックス搬送用シリンダ14Aとする。これ以外の構成は、図1の模式図とほとんど変わらない。タンク11に接続した粉末供給部12により、載置台32上の原料粉末注入充填位置に載せられた充填ボックス60内に原料粉末を一定量秤量し供給する。充填ボックス搬送用シリンダ14Aにより、原料粉末が供給された充填ボックス60を原料粉末注入充填位置からプレス機18の上パンチ15及び下パンチ16間の位置へ搬送する。充填ボックス搬送用シリンダ14Aは、載置台32上の原料粉末注入充填位置とプレス機18の上パンチ15及び下パンチ16間の位置との間を水平方向に往復運動する。プレス機18のテーブルにダイ13Bを設けて、そのダイ13Bを上昇(相対的に下パンチ16を降下)させてできるダイ13Bのキャビティ上に充填ボックス60を搬送して、ダイ13Bのキャビティに充填ボックス60から原料粉末を注入充填する。配向磁場用コイル17により配向磁場を印加しながら、上パンチ15を降下(下パンチ16は固定)させることにより加圧し、原料粉末をプレスして成形体PEを得るようにする。圧縮成形された成形体PEは、ダイ13Bを降下させる(相対的に下パンチ16を上昇させる)ことによってダイ13Bから抜き出される。前述と同じように、ダイ13B内面に、有機系潤滑剤を塗布するとよい。粉末供給部12は、例えば図示しない秤量機を備え一定量秤量するとよい。
Moreover, in the said embodiment, although the example which injects and fills raw material powder in the metal mold | die 13 was demonstrated, it was made to supply raw material powder in the filling box 60 using the filling box 60 instead of the metal mold | die 13. Also good. In this case, as shown in FIG. 8, the
また、取出装置19の構成、バリ取り装置20の構成、方向転換装置21の構成、ステージ23の構成も上述の構成に限定されない。
例えば、取出装置19のフィンガ195を、ハンド194を回転軸として回転できるようにしてもよい。
Further, the configuration of the take-out
For example, the
さらに、取出装置19のフィンガ195で、水平に把持した成形体PEを、垂直に持ち替え(回転させ)、その状態で焼成トレー22に搬送するようにしてもよい。
また、駆動源としてのモータ類は、回転モータに限定されず、ブラシレスの、例えば、リニアモータなどを使用することも可能である。
バリ取り装置20や、方向転換装置21は、必須の構成ではなく、必要に応じて配置すればよい。
Further, the molded body PE held horizontally by the
Further, the motors as drive sources are not limited to rotary motors, and brushless, for example, linear motors can also be used.
The
取出装置19により、成形体PEを焼成トレー22に搬送する例を説明したが、本発明は、これに限定されず、後工程に搬送するために、成形体PEを任意の場所、位置、容器に配列・配置する機構・構成に広く適用可能である。
Although the example which conveys molded object PE to the
以上説明した成形装置1を用い希土類焼結磁石を製造した。
まず、粉砕して得られた原料粉末を前述の流れにしたがって成形体PEを得た。すなわち、前記原料粉末を金型13に充填し、配向磁場用コイル17に電流を流し配向磁場強度15kOeで原料粉末を配向させ、その状態のプレス機18により加圧した。その後配向磁場用電流を切った後、成形体PEを取り出し、成形体PEを、取出装置19で搬送しながら、バリ取り装置によるバリ取り、方向転換装置による方向の転換、を行って、焼成トレー22上に整列・配置し、雰囲気制御室10内に一時保管した。
A rare earth sintered magnet was manufactured using the
First, a molded body PE was obtained from the raw material powder obtained by pulverization according to the aforementioned flow. That is, the raw material powder was filled in the
その後、一般的な焼結工程(例えば焼成トレー22を焼結炉に挿入し真空中で最高温度1100℃で2時間保持しその後冷却)を行った。得られた焼結体を900℃で1時間、600℃で1時間時効処理した後、焼結体の酸素量、炭素量、磁気特性を測定したところ、十分な特性が得られた。
Then, the general sintering process (For example, the
1 成形装置
10 雰囲気制御室
13 金型
15 上パンチ
16 下パンチ
17 配向磁場用コイル
18 プレス機
19 取出装置
22 焼成トレー
23 ステージ
24 非酸化性ガス導入ユニット
25 ガルバニック式センサ
26 ジルコニア式センサ
35 制御バルブ
51 制御部
DESCRIPTION OF
Claims (12)
この雰囲気制御室内に設けられ、原料粉末を加圧成形する加圧成形手段と、
前記雰囲気制御室内に設けられ、前記加圧成形手段から成形体を取り出し、前記加圧成形手段と所定容器との間を一軸方向に移動して、この成形体を前記所定容器に搬送する搬送手段と、
前記雰囲気制御室内に設けられ、前記所定容器を載置し、水平面内で前記搬送手段の移動方向と垂直方向に移動する、もしくは、水平面内で前記搬送手段の移動方向と平行方向並びに垂直方向にそれぞれ移動する容器移動手段と、
を備えることを特徴とする原料粉末の成形装置。 An atmosphere control room with controlled atmosphere;
A pressure forming means provided in the atmosphere control chamber for pressure forming the raw material powder;
A conveying unit that is provided in the atmosphere control chamber, takes out a molded body from the pressure molding unit, moves in a uniaxial direction between the pressure molding unit and a predetermined container, and transports the molded body to the predetermined container. When,
It is provided in the atmosphere control chamber and places the predetermined container and moves in the horizontal direction in a direction perpendicular to the moving direction of the conveying means, or in the horizontal plane in a direction parallel to and perpendicular to the moving direction of the conveying means. Container moving means for moving each;
An apparatus for forming a raw material powder, comprising:
前記搬送手段は、前記加圧成形手段から前記成形体を取り出し、前記バリ取り装置に搬送し、バリ取り装置によるバリ取り処理後の成形体を前記所定容器まで搬送する、ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の原料粉末の成形装置。 A deburring device disposed in the atmosphere control chamber;
The said conveying means takes out the said molded object from the said pressure forming means, conveys it to the said deburring apparatus, and conveys the molded object after the deburring process by a deburring apparatus to the said predetermined container, It is characterized by the above-mentioned. Item 4. The raw material powder molding apparatus according to any one of Items 1 to 3 .
前記搬送手段は、前記成形手段から前記成形体を取り出し、前記方向転換装置まで搬送し、該方向転換装置で方向が転換された成形体を前記所定容器まで搬送する、ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の原料粉末の成形装置。 The atmosphere control chamber further includes a direction changing device for changing the direction of the molded body,
The said conveyance means takes out the said molded object from the said shaping | molding means, conveys it to the said direction change apparatus, and conveys the molded object from which direction was changed by this direction change apparatus to the said predetermined container, It is characterized by the above-mentioned. 6. The raw material powder molding apparatus according to any one of 1 to 5 .
前記搬送手段により前記回動プレート上に前記成形体が搬送されると、該回動プレートを回動し、前記成形体の方向を転換する、ことを特徴とする請求項6に記載の原料粉末の成形装置。 The direction changing device includes a rotation plate that rotates about a rotation axis that extends in a direction perpendicular to the moving direction of the conveying means in a horizontal plane,
The raw material powder according to claim 6 , wherein when the compact is transported on the rotating plate by the transporting means, the rotating plate is rotated to change the direction of the compact. Molding equipment.
載置した容器を、容器移動手段により移動する容器移動工程と、を有し、
前記搬送工程では、前記加圧成形手段と所定容器との間を一軸方向に移動して前記成形体を搬送し、
前記容器移動工程では、水平面内で前記搬送手段の移動方向と垂直方向に移動する、もしくは、水平面内で前記搬送手段の移動方向と平行方向並びに垂直方向にそれぞれ移動する、
ことを特徴とする成形体の搬送方法。 In an atmosphere controlled atmosphere control chamber, a conveying step of conveying the containers placed in position by the molded body formed by pressure forming means, transfer means,
A container moving step of moving the placed container by the container moving means,
In the conveying step, the molded body is conveyed by moving in a uniaxial direction between the pressure forming means and a predetermined container,
In the container moving step, the container moves in a direction perpendicular to the moving direction of the conveying means in a horizontal plane, or moves in a direction parallel to and perpendicular to the moving direction of the conveying means in a horizontal plane ,
A method for transporting a molded body characterized by the above.
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