JP7259554B2 - 鋳造物及び鋳物の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、鋳造物及び鋳物の製造方法に関する。

従来、鋳物の製造方法として、特許文献１に示すように、鋳型への注湯工程、冷却工程を経て、複数の鋳物を有するとともに鋳物全体を吊り下げるためのハンガー部を備えた鋳造物を製造し、前記ハンガー部をハンガーフックに掛止して前記鋳造物を回動、落下させることにより鋳型ばらしを行い、更に鋳造物全体を次工程へ搬送することが知られている。
この鋳物の製造方法においては、ハンガー部を鋳型ばらし、鋳造物の搬送等に利用でき、各製造工程において、作業の効率を図ることができる。

特許文献１に示すような鋳物の製造方法においては、鋳造物の鋳型ばらし工程の後、鋳物と堰の分離、ショットブラスト処理、刻印等を行い、さらに機械加工工程へ搬送されることになる。

特開平７－２８４９１２号公報

ところで、従来、上記の鋳物と堰の分離後の各鋳物は、パレット等にばらばらに積まれて、機械加工等を行うために次工程に搬送される。そして、パレット等から各鋳物をロボットにより取り出し、機械加工装置等に供給される。しかし、パレット等に積まれた各鋳物の姿勢は一定ではないため、ロボットでのピッキングを確実に行うことが難しかった。そのため、ロボットによるピッキングに失敗した鋳物は、作業者が取り出す必要があり、ピッキング作業を無人化することは困難だった。ロボットによるピッキングの失敗には、一度は掴みかけた鋳物を落下させることも含まれ、鋳物に打こん等の傷をつけるという問題もあった。
またパレット等に積まれた各鋳物の姿勢が一定ではないため、ロボットへのティーチングに多くの時間を費やすことがあり、ティーチング作業の効率を低下させていた。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、鋳物の製造において、鋳物のピッキング作業を容易になしえる、製品となる１以上の鋳物を有する鋳造物及び鋳物の製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。すなわち、本発明は、１以上の鋳物が設けられた鋳造物であって、前記鋳物の近傍の堰部を構成する部分に、該鋳物を収納するための鋳物収納用ハンガー部が設けられていることを特徴とする。

本発明の一態様では、前記鋳物収納用ハンガー部は、２つの棒状部をＴ字形に結合して形成されていることを特徴とする。

本発明の一態様では、前記鋳物収納用ハンガー部は、前記鋳物から突出する突出部であって、１の側面と該１の側面と反対側の側面とが突出方向へ向けて互いに離間する方向に傾斜する掛止面とされていることを特徴とする。

本発明の一態様では、前記鋳造物には、鋳造物全体を吊下するための全体吊下用ハンガー部が設けられていることを特徴とする。

本発明の一態様では、前記全体吊下用ハンガー部と前記鋳物とは連結部により連結され、該連結部であって、前記鋳物の近傍の前記堰部を構成する部分に前記鋳物収納用ハンガー部が設けられていることを特徴とする。

また、本発明は、鋳物の製造方法であって、鋳型に注湯し、これを冷却して鋳物近傍の堰部を構成する部分に鋳物収納用ハンガー部が設けられた鋳造物を製造すること、該鋳造物の鋳型ばらしを行うこと、該鋳型ばらし後の鋳造物について前記鋳物を、前記鋳物収納用ハンガー部を該鋳物に残してその他の部分と分離すること、分離した後の前記鋳物について前記鋳物収納用ハンガー部を収納体に収納して次工程へ搬送すること、を特徴とする。

本発明の一態様では、鋳型に注湯し、これを冷却して前記鋳造物を製造する際に、該鋳造物に全体吊下用ハンガー部を設けておき、前記鋳型ばらしを行う際に、前記全体吊下用ハンガー部にハンガーフックを掛けて前記鋳造物を回動落下させることにより鋳型ばらしを行うようにしたことを特徴とする。

本発明によれば、鋳物の製造において、鋳物のピッキング作業を容易になしえる、製品となる１以上の鋳物を有する鋳造物及び鋳物の製造方法を提供することができる。

本発明の第１の実施形態における鋳造物の平面図である。 本発明の第１の実施形態における鋳造物の正面図である。 上記図１のＢ－Ｂ線視図である。 本発明の第１の実施形態における鋳造物の側面図である。（図１のＣ－Ｃ線視図） 上記図１の主要部の領域を示す図である。 本発明の第１の実施形態を利用する鋳造設備の模式的な平面図である。 上記図１の鋳造物を鋳型ばらし装置により鋳型ばらしを行う状態を示す説明図である。 本発明の第１の実施形態における鋳物を収納体に搭載した状態を示す縦断面図である。 本発明の第１の実施形態における鋳物を収納体に搭載した状態を示す平面図である。 本発明の第２の実施形態における鋳造物の平面図である。 本発明の第２の実施形態における鋳造物の正面図である。 上記図１０のＢ－Ｂ線視図である。 発明の第２の実施形態における鋳造物の側面図である。（図１０のＣ－Ｃ線視図） 本発明の第２の実施形態における鋳物を収納体に搭載した状態を示す縦断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１から図７は、本発明の第１の実施形態を示す図である。図１から図５は、鋳造物１９Ｆを示す図であって、図１は平面図、図２は正面図、図３は、図１のＢ－Ｂ線視図、図４は側面図（図１のＣ－Ｃ線視図）である。
これらの図に示すように鋳造物１９Ｆは、最終的に製品となる４つの鋳物１００と、これら鋳物１００を連結する連結部１０１（堰）と、連結部１０１に連設された２つの全体吊下用ハンガー部１０２と、２つの全体吊下用ハンガー部１０２を連結する連結部１０３（湯道）と、連結部１０３に連設された注湯部１０４（湯口）と、連結部１０１、１０３の接続部に設けられた突部１０５と、連結部１０１の鋳物１００の近傍に設けられた４つの鋳物収納用ハンガー部１０６とを備えている。

連結部１０１は、連結部１０３とともに注湯部１０４から鋳物１００に到る、いわゆる湯道を構成する部分であり、この連結部１０１の鋳物収納用ハンガー部１０６が形成された鋳物１００の近傍は、いわゆる堰部を構成する部分である。
鋳造物１９Ｆは、後述するようにハンガーフックにより吊り下げられるが、この際全体吊下用ハンガー部１０２が使用される。すなわち全体吊下用ハンガー部１０２は、鋳造物１９Ｆ全体を吊り下げるための係止部となるものであり、この全体吊下用ハンガー部１０２が前記ハンガーフックに吊り下げられる。
突部１０５は、鋳造物１９Ｆをロボットで移送する際に、ロボットにより把持する部分である。

図５は、鋳造物１９Ｆの主要部の領域を示す図であり、この図に斜線で示す領域が鋳物１００であり、＋点で示す領域が全体吊下用ハンガー部１０２であり、網目で示す領域が鋳物収納用ハンガー部１０６である。
この図で示すように、鋳造物１９Ｆは、基準線Ｘ－Ｘとこの基準線Ｘ－Ｘに直交する２つの基準線Ｙ１－Ｙ１、Ｙ２－Ｙ２を設定したときに、基準線Ｘ－Ｘを中に挟んで基準線Ｙ１－Ｙ１、Ｙ２－Ｙ２上に各２つずつの鋳物１００が配置されたものである。
全体吊下用ハンガー部１０２は、２つの棒状部１０２ａ、１０２ｂがＴ字形に接合されたものであり、２つの全体吊下用ハンガー部１０２は棒状部１０２ａ、１０２ｂを基準線Ｘ－Ｘ上に位置させて配置され、棒状部１０２ａ、１０２ａ間が前記連結部１０３となっている。

鋳物収納用ハンガー部１０６は、棒状部１０６ａ、１０６ｂがＴ字形に接合されたものであり、棒状部１０６ａは前記連結部１０１の一部であって前記堰部を構成する部分である。
一方の２つ１組の鋳物収納用ハンガー部１０６は、棒状部１０６ａを基準線Ｙ１－Ｙ１上に位置させ、棒状部１０６ａ、１０６ａを対向させて配置されている。
同様に他方の２つ１組の鋳物収納用ハンガー部１０６は、基準線Ｙ２－Ｙ２上に配置されている。
２つの全体吊下用ハンガー部１０２の棒状部１０２ａは、それぞれ連結部１０１に連設されている。

次に、上記の全体吊下用ハンガー部１０２、鋳物収納用ハンガー部１０６を有する鋳造物１９Ｆについて、各ハンガー部を利用する鋳造設備について説明する。
図６は、鋳造設備１を示す模式的な平面図であり、鋳造設備１は、造型設備２、中子設置設備３、冷却搬送設備４、注湯設備７、後処理設備８、及び砂処理設備１０を備えている。

造型設備２は、砂処理設備１０により処理された鋳型砂から鋳型を造型する。中子設置設備３は、鋳型内に中子を設置する。注湯設備７は、溶湯を製造して鋳型内に注湯する。冷却搬送設備４は、造型設備２において造型された鋳型を注湯設備７へと搬送する。冷却搬送設備４はまた、注湯設備７において溶湯が鋳込まれた鋳型を所定時間冷却するために搬送する。これによって、鋳型に鋳込まれた溶湯が冷えて固まり、鋳物１００近傍の堰部を構成する部分に鋳物収納用ハンガー部１０６が設けられた鋳造物１９Ｆが形成される。そして、鋳型をばらして鋳造物１９Ｆを取り出し、取り出された鋳造物１９Ｆを更に、冷却しながら後処理設備８へと搬送する。後処理設備８は、鋳造物１９Ｆへの刻印や鋳造物１９Ｆの鋳物と堰の分離、機械加工等の後処理を行い、鋳造物１９Ｆから最終的な製品となる鋳物１００を得る。砂処理設備１０は、鋳型の造型に使用される鋳型砂を処理する。

冷却搬送設備４は、鋳型ばらし装置６５を備えている。後処理設備８は、刻印装置８４、鋳物と堰の分離装置８５を備えており、鋳造物１９Ｆへ刻印装置８４により刻印を行った後、鋳造物１９Ｆについて鋳物１００と堰の分離装置８５により各鋳物１００と堰の分離を行う。鋳物１００と堰の分離の後、各鋳物１００は、収納体に搭載され、別の敷地に存在する機械加工設備８６に搬送される。
各鋳物１００は、機械加工設備８６において、その必要箇所に異物の除去、切削、研削および研磨等の機械加工が行われて製品となる。

以下、上記の各装置、設備において、鋳造物１９Ｆの各ハンガー部を利用する工程について説明する。
図７は、鋳型ばらし装置６５により鋳型ばらしを行う状態を示す説明図である。
図７において、符号１１０は内部に鋳造物１９Ｆが形成されている鋳型、１１１は鋳型１１０の搬送路、１１２は搬送路１１１に交差する方向に設けられたハンガーフック１１３を有する懸吊装置、１１４は搬送路１１１上に設けられたプッシャーである。また、１１５は搬送路１１１に連結して設けられたテーブルであり、一端１１５ａが回転自在に支持され、常態においては搬送路１１１と同一の高さに支持されているが、図示しない駆動機構によって支持が解放されて矢印Ｒ１方向へ回動するようになっている。
搬送路１１１上を搬送されてきた鋳型１１０は、プッシャー１１４に押されてテーブル１１５上に載置される。このとき、懸吊装置１１２のハンガーフック１１３は、図示しない駆動機構により、予め図７に示す位置に移動されており、鋳型１１０は、プッシャー１１４の駆動により、鋳型１１０内の鋳造物１９Ｆの全体吊下用ハンガー部１０２がハンガーフック１１３に掛かる位置まで移動される。

そして、テーブル１１５の支持が解かれて矢印Ｒ１方向に回動すると、全体吊下用ハンガー部１０２がハンガーフック１１３に掛かる一方、鋳型１１０及び鋳造物１９Ｆが回動しつつ落下する。この落下によって鋳型１１０を構成する鋳型砂はその大部分が鋳造物１９Ｆから分離し、下方へ落下する。
かくして、鋳造物１９Ｆは、全体吊下用ハンガー部１０２を設けたことにより、鋳型ばらしをスムーズに行うことができて、鋳型ばらしに際して鋳造物１９Ｆに打こん等の傷が生じることを防止することができる。

一方、刻印装置８４で刻印が施された鋳造物１９Ｆは、鋳物１００と堰の分離装置８５によって図１から図５に示す各鋳物１００が切り離される。
このとき、各鋳物１００を切離す際の切断箇所は、図５に示す鋳物収納用ハンガー部１０６と連結部１０１との境界部分１０７であり、鋳物収納用ハンガー部１０６は各鋳物１００に残された状態である。
このときの切断箇所は、予め鋳型の型データに入力しておき、この型データに基づいて加工機械により切断を行う。

このようにして得られた各鋳物１００は、収納体に搭載されて別の敷地に存在する機械加工設備８６に搬送される。
図８、図９は、鋳物１００を収納体に搭載した状態を示す図であり、これらの図において符号１２０は収納体である。収納体１２０は、Ｃ字状の断面形状をもって一方向に延びる部材であって、主壁部１２０ａ、側壁部１２０ｂ、１２０ｂ、下壁部１２０ｃ、１２０ｃを有し、収納体に複数の鋳物１００が吊り下げられるように設けられる。

鋳物１００は、その一部に鋳物収納用ハンガー部１０６を有するので、この鋳物収納用ハンガー部１０６の棒状部１０６ｂを収納体１２０内に挿入し、棒状部１０６ｂを下壁部１２０ｃ、１２０ｃの上面に係合させることによって収納体１２０に一定の姿勢をもって吊り下げることができる。しかも収納体１２０を一定方向に長く延在させた構成とすることにより、多数の鋳物１００を収納体に搭載することができる。
鋳物１００を、収納体１２０に搭載する際は、鋳物収納用ハンガー部１０６の棒状部１０６ａをロボットにより把持して、収納体１２０に搭載する。

このようにして収納体に搭載された鋳物１００は別の敷地に存在する機械加工設備８６に搬送され、機械加工設備８６において、ＮＣ旋盤などにより、鋳物１００から鋳物収納用ハンガー部１０６を切離す加工、仕上げ加工等がなされる。
この際、鋳物１００は、収納体１２０からロボットにより鋳物収納用ハンガー部１０６の棒状部１０６ａを把持されて加工機に供給されるが、鋳物１００が一定の姿勢で収納体１２０に吊り下げられているので、ロボットによるピッキングを容易かつ確実に行うことができ、ピッキングに失敗して鋳物１００を落下させる等の不都合を防止することができる。

このように、鋳物収納用ハンガー部１０６を備えた鋳物を収納体１２０に吊り下げるようにすれば、鋳物１００の形状や大きさによらず、鋳物１００を毎回同じ姿勢で収納体１２０に搭載することができる。
また、次工程でのロボットによる鋳物１００のピッキングについて自動化を図る場合にも、収納体１２０に搭載された鋳物１００はすべて一定の姿勢で収納されているので、ロボットに対して作業者の高度なティーチングが不要となる利点がある。
また、ロボットによる鋳物１００のピッキングがほぼ１００パーセントの確率で成功するように構成できるので、ピッキング工程の無人化を実現することができる。

更に、深層学習機能をもった高額なロボットでなくとも、毎回ほぼ一定の動作を繰り返す機能のみを有する安価なロボットで確実に鋳物１００をピッキングすることができるので、発明の実施のコストを低く抑えることができる。
また、鋳物を収納体に順番に搭載することになるため、製品への刻印等の識別子がなくともトレーサビリティ性を確保することができる。
また、収納体（パレット）へばらばらに積まれることがないため、製品に打こん等の傷をつけることがない。

（第２の実施形態）
図１０から図１４は本発明の第２の実施形態を示す図である。
この実施形態が前述した第１の実施形態と異なる点は、鋳物１００に設けられる鋳物収納用ハンガー部の形状である。
この実施形態において鋳物収納用ハンガー部１０６Ａは、図１０に示すように、鋳物１００から第１の実施形態における鋳物収納用ハンガー部１０６の棒状部１０６ｂの長さ寸法に対応する幅寸法ｔ１をもって突出させた突出部であり、かつこの突出部が連結部１０２ａに直接接合されていることである。

また、前記突出部は、一方の側面１３０ａと反対側の側面１３０ｂとが突出方向に向けて互いに離間する方向に傾斜する掛止面とされている。
なお、この実施形態において鋳物１００を吊り下げる収納体１２０Ａは、図１４に示すように下壁部１２０ｃ、１２０ｃの内面を、鋳物収納用ハンガー部１０６Ａの側面１３０ａ、１３０ｂが掛止できるように、側面１３０ａ、１３０ｂに対応させた傾斜面に形成する。

この実施形態において、鋳物１００は、図１４に示すように鋳物収納用ハンガー部１０６Ａを収納体１２０Ａ内に挿入し、掛止面とされた側面１３０ａ、１３０ｂを下壁部１２０ｃ、１２０ｃに掛止して吊り下げられる。
この実施形態の構成によれば、鋳物１００と鋳物収納用ハンガー部１０６Ａとの接合面積を大きくとることができ、鋳物１００の重量が大きい場合にも無理なく吊り下げが可能となる利点がある。
なお、この実施形態において、各鋳物１００を切り離す箇所は図１０に示すように連結部１０３及び全体吊下用ハンガー部１０２の棒状部１０２ａと鋳物収納用ハンガー部１０６Ａとの境界部１３１である。

鋳物収納用ハンガー部およびハンガー部に対応する収納体の構成として、第１の実施形態、第２の実施形態の２例を挙げたが、これらの実施形態に限られることなく、各種形状のものであってよく、要は鋳物を個々に一定の姿勢で収納できる形状であればよい。
また上記の２つの実施形態では、鋳物１００は、鋳物収納用ハンガー部１０６、１０６Ａにより収納体１２０、１２０Ａ内に、吊り下げられるように収納したが、これに限定されない。収納体１２０、１２０ＡはＣ字状の断面形状をもって一方向に延びる部材であるが、収納体１２０、１２０Ａを、その延びる方向の軸を地面に対して垂直に位置させ、鋳物１００を鋳物収納用ハンガー部１０６、１０６Ａにより収納体１２０、１２０Ａ内に係止し、鋳物１００を積み上げるように収納してもよい。
また、上記の第１、第２の実施形態においては、鋳造物１９Ｆが複数の鋳物１００を有する場合について説明したが、本発明において鋳物１００の数は１個でもよく、本発明は１以上の鋳物が設けられた鋳造物に適用することができる。

１００ 鋳物
１０１、１０３ 連結部
１０２ 全体吊下用ハンガー部
１０２ａ、１０２ｂ、１０６ａ、１０６ｂ 棒状部
１０６、１０６Ａ 鋳物収納用ハンガー部
１１０ 鋳型
１１３ ハンガーフック
１２０、１２０Ａ 収納体
１３０ａ、１３０ｂ 側面
１９Ｆ 鋳造物

Claims (5)

1. １以上の鋳物が設けられた鋳造物であって、前記鋳物の近傍の堰部を構成する部分に、該鋳物を収納するための鋳物収納用ハンガー部が設けられ、
   前記鋳物収納用ハンガー部は、前記鋳物から突出する突出部であって、１の側面と該１の側面と反対側の側面とが突出方向へ向けて互いに離間する方向に傾斜する掛止面とされていることを特徴とする鋳造物。
2. 前記鋳造物には、鋳造物全体を吊下するための全体吊下用ハンガー部が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の鋳造物。
3. 前記全体吊下用ハンガー部と前記鋳物とは連結部により連結され、該連結部であって、前記鋳物の近傍の前記堰部を構成する部分に前記鋳物収納用ハンガー部が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の鋳造物。
4. 鋳型に注湯し、これを冷却して鋳物近傍の堰部を構成する部分に鋳物収納用ハンガー部が設けられた鋳造物を製造すること、
   該鋳造物の鋳型ばらしを行うこと、
   該鋳型ばらし後の鋳造物について前記鋳物を、前記鋳物収納用ハンガー部を該鋳物に残してその他の部分と分離すること、
   分離した後の前記鋳物について前記鋳物収納用ハンガー部を収納体に収納して次工程へ搬送すること、
   前記鋳物収納用ハンガー部は、前記鋳物から突出する突出部であって、１の側面と該１の側面と反対側の側面とが突出方向へ向けて互いに離間する方向に傾斜する掛止面とされていること、
   を特徴とする鋳物の製造方法。
5. 鋳型に注湯し、これを冷却して前記鋳造物を製造する際に、該鋳造物に全体吊下用ハンガー部を設けておき、前記鋳型ばらしを行う際に、前記全体吊下用ハンガー部にハンガーフックを掛けて前記鋳造物を回動落下させることにより鋳型ばらしを行うようにしたことを特徴とする、請求項４に記載の鋳物の製造方法。

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