JP6917093B1 - 生産システム - Google Patents
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Description
少なくとも金属製のワークを加工する加工装置と、前記加工装置で加工された前記ワークに熱処理を施す熱処理装置と、前記熱処理装置で熱処理された前記ワークにブラスト加工を施すブラスト装置と、を備えた生産システムであって、
前記熱処理装置は、前記ワークを直接昇温可能な電気式の急速昇温機構により前記ワークを個別で連続的に焼入れする焼入れ炉と、電気式の加熱機構により前記ワークを連続的に焼戻しする焼戻し炉と、を備え、
前記ブラスト装置は、前記熱処理装置に隣接して配置されていることを特徴とする。
前記加工装置、前記熱処理装置、前記ブラスト装置、前記研削盤、及び前記梱包装置が、この順に平面視でU字状に配置されている。
前記ドラム室の上部に形成され前記ワークが投入される上部投入口と、前記ドラム室の下部に形成され前記ワークが取り出される下部取出し口と、を備えている。
図1、図2に示されるように、生産システム10は、金属製のワークW(図3参照)を切削加工する加工装置20と、ワークWを焼入れ及び焼戻しする熱処理装置30と、ワークWをブラスト加工するブラスト装置60と、ワークWを研削加工する研削盤80と、ワークWを梱包する梱包装置90とを備えている。
生産システム10の処理工程のフローは、ワークWを加工装置20で切削加工し(加工工程)、加工装置20で加工されたワークWを熱処理装置30で熱処理し(熱処理工程)、熱処理装置30を熱処理されたワークWをブラスト装置60でブラスト加工し(ブラスト工程)、ブラスト装置60でブラスト加工されたワークWを研削盤80で研削し(研削工程)、研削盤80で研削されたワークWを梱包装置90で梱包する(梱包工程)となる。
かかる構成によれば、生産システム10では、各装置が工程順に平面視でU字状に配置されているので、生産システム10全体として省スペース化され、作業員PがU字状の中に入ることでほぼ移動せずに向きを変えるだけ全ての装置を操作することができ、作業性がよく生産性を向上させることができる。さらに、ブラスト装置60を熱処理装置30に隣接して配置することで、作業者によるワーク搬送の工数を削減できる。
図3に示されるように、熱処理装置30(図6参照)は、ワークWを急速に昇温する急速昇温機構32を備えており、この急速昇温機構32に例えばコイル33が設けられている。コイル33は高周波変換器34に接続され、高周波変換器34は高周波電源35に接続されている。
図5、図6に示されるように、熱処理装置30は、ワークW(図7参照)を直接昇温可能な電気式の急速昇温機構32によりワークWを個別で連続的に焼入れする焼入れ炉31と、電気式の加熱機構42によりワークWを連続的に焼戻しする焼戻し炉41と、を備えている。具体的には、熱処理装置30は、単一の焼入れ炉31と、異なる所定の時間でワークWを加熱する第1の焼戻し炉41a及び第2の焼戻し炉41bと、焼入れ炉31からのワークWの流れを第1の焼戻し炉41a又は第2の焼戻し炉41bのいずれかに切り換える切り換え機構51と、を備えている。
図7の(a)に示されるように、熱処理装置30において、ワークW2が焼入れ炉31の案内通路37の基端側に投入される(焼入れ投入工程)。(b)に示されるように、ワークW2は送り出し機構38の送り棒38aにより急速昇温機構32の位置に移動され、高周波誘導加熱により焼入れされる(焼入れ加熱工程)。(c)に示されるように、ワークW2は送り出し機構38の送り棒38aにより案内通路37の先端側から案内シューター56に送り出される。ワークW2は冷却ジャケット39からの冷却剤によりは急冷される(焼入れ工程)。
かかる構成によれば、熱処理装置30は、ワークWを直接昇温可能な電気式の急速昇温機構32によりワークWを個別に連続的に焼入れする焼入れ炉31を備えている。電気式の急速昇温機構32として、例えばコイル33に高周波磁界を発生させてワークWに生じる誘導電流により加熱する高周波誘導加熱、電子ビームをワークWに照射する電子加熱、高出力レーザーをワークWに当てて発熱させるレーザー加熱、反射鏡を使用して光源からの光を一点に集めて加熱する集光加熱等がある。
図9、図10に示されるように、ブラスト装置60は、支持フレーム61と、支持フレーム61の上部に設けられたブラスト本体部62と、ブラスト本体部62の内部に曲面63を含んで滑らかに接続された内壁64で形成されワークWが投入されるドラム室65と、支持フレーム61の下部に設けられたブラスト粒Bを貯留するブラストタンク66とを備えている。
図11の(a)に示されるように、ブラスト装置60の投入口蓋73が開いた状態で上部投入口72から複数のワークWをドラム室65に投入し、投入口蓋73を閉じる(投入工程)。(b)に示されるように、ブラストエアー通路67からブラスト粒Bと共にエアーをドラム室65内に吹き込む。ブラストエアー通路67にブラスト粒供給路68が合流した付近の負圧によりブラスト粒Bがブラストタンク66から供給される。エアーが長円形の曲面63を含む内壁64に沿って吹き込まれるため、ワークWとブラスト粒Bとが入り乱れながら矢印のようにドラム室65内を回り、ワークWにブラスト加工が施される(ブラスト加工工程)。
かかる構成によれば、ワークWをドラム室65に投入して内壁64に沿ってエアーを吹き込むことで、ワークWが曲面63を含んで滑らかに接続された内壁64に沿って移動し、ドラム室65内を入り乱れながら回るので、短時間でブラスト加工が可能となる。一般的な従来技術では複数のワークをバッチ処理するため仕分けが必要となり例えば15分の時間が掛かるところ、本発明の実施例では仕分け作業が不要となり1分30秒程度の短時間でブラスト加工が完了するので、生産性を向上させることができる
図13、図14、図15に示されるように、梱包装置90は、フレーム91と、ワークW(図16参照)のデータを読み込んでラベルを発行するラベルプリンター92と、ワークWを収納する合成樹脂製の袋93(図16参照)をストックする袋ストック部94と、袋ストック部94から袋95を搬送する搬送機構95と、を備えている。
図16の(a)に示されるように、袋ストック部94(図13参照)から想像線で示す搬送機構95の昇降吸着パッド97で袋93を吸着させて搬送する。実線で示す搬送機構95を一旦降下させて、固定吸着パッド101に袋93の下側を吸着させ、搬送機構95を上昇させることで袋93が開口する(袋セット工程)。ワークWが入ったスコップ111を袋93内に前進させ、さらにプッシャー113を前進させてワークWを袋93内に押し込み、プッシャー113を後退させる(ワーク押し込み工程)。
かかる構成によれば、シール工程の際、揺動プレート104の下り傾斜部107が傾斜しているので、袋93も傾斜し、袋93とヒーター102との接触面を最小限にできる。このため、ヒーター102がシール部以外に接触して袋93に穴が開くことを防止できる。さらに、袋回収工程の際、ヒーター102の周りを囲うように枠板部106があるので、袋93のヒーター102周辺部分を持ち上げて、ヒーター102から袋93を容易に引き離すことができる。
図18に示されるように、従来の生産システムである(a)の比較例では、ワーク1本当り段取りに103.8秒、付随作業に44.4秒、付帯作業、イレギュラー対応に2.2秒要していた。この点、実施例の生産システムである(b)では、1本当り段取りに38.3秒、付随作業に32.9秒、付帯作業、イレギュラー対応に2.2秒と、大幅に工数を削減し、目標サイクルタイムの92.3秒もクリアされている。
20… 加工装置(複合加工装置)
30… 熱処理装置
31… 焼入れ炉
32… 急速昇温機構
33… コイル
41、41a、41b… 焼戻し炉
42… 加熱機構
43… 熱電対
45… コンベア
46… シューター
51… 切り換え機構
60… ブラスト装置
61… ブラスト本体部
63… 曲面
64… 内壁
65… ドラム室
67… ブラストエアー通路
72… 上部投入口
75… 下部取出し口
80… 研削盤
90… 梱包装置
95… 搬送機構
96… 昇降本体部
97… 昇降吸着パッド
99… プレス部
100… 袋受け機構
101… 固定吸着パッド
102… ヒーター
103… ゴム受け部
104… 揺動プレート
106… 枠板部
107… 下り傾斜部
110… 袋詰め機構
115… オイル塗布脱気機構
117… ノズル
W、W1、W2… ワーク
B… ブラスト粒
Claims (5)
- 少なくとも金属製のワークを加工する加工装置と、前記加工装置で加工された前記ワークに熱処理を施す熱処理装置と、前記熱処理装置で熱処理された前記ワークにブラスト加工を施すブラスト装置と、を備えた生産システムであって、
前記熱処理装置は、前記ワークを直接昇温可能な電気式の急速昇温機構により前記ワークを個別で連続的に焼入れする焼入れ炉と、電気式の加熱機構により前記ワークを連続的に焼戻しする焼戻し炉と、を備え、
前記ブラスト装置は、前記熱処理装置に隣接して配置されており、
前記ブラスト装置は、ブラスト本体部と、前記ブラスト本体部の内部に曲面を含んで滑らかに接続された内壁で形成され前記ワークが投入されるドラム室と、前記ドラム室に接続され前記ドラム室の内壁に沿ってエアーを吹き込むブラストエアー通路と、を備え、
前記ドラム室は、正面視で横長の長円または真円形状に形成されており、
前記ドラム室の上部に形成され前記ワークが投入される上部投入口と、前記ドラム室の下部に形成され前記ワークが取り出される下部取出し口と、を備えていることを特徴とする生産システム。 - 請求項1記載の生産システムであって、
前記ブラスト装置でブラスト加工された前記ワークを研削する研削盤と、前記研削盤で研削された前記ワークを梱包する梱包装置と、を備え、
前記加工装置、前記熱処理装置、前記ブラスト装置、前記研削盤、及び前記梱包装置が、この順に平面視でU字状に配置されている生産システム。 - 請求項1又は請求項2記載の生産システムであって、
前記急速昇温機構は、前記ワークを高周波加熱で焼入れするコイルを備えている生産システム。 - 請求項1から請求項3のいずれか1記載の生産システムであって、
前記熱処理装置は、単一の前記焼入れ炉と、異なる所定の時間で前記ワークを加熱する複数の焼戻し炉と、前記焼入れ炉からの前記ワークの流れを前記複数の焼戻し炉のいずれかに切り換える切り換え機構と、を備えている生産システム。 - 請求項1から請求項4のいずれか1記載の生産システムであって、
前記ワークは、外形の最大肉厚部分の寸法が7mm以下である生産システム。
Priority Applications (1)
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JP2020172879A JP6917093B1 (ja) | 2020-10-13 | 2020-10-13 | 生産システム |
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JP2022064246A JP2022064246A (ja) | 2022-04-25 |
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2020
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