JP793H - 自動注湯機の定点注湯装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動的により溶湯を汲み上げて鋳型へ注湯
する自動注湯機において、ラドルからの注湯点（溶湯落
下点）が定点となるようにする自動注湯機の定点注湯装
置に関する。 （従来の技術） 自動注湯機においては、注湯する鋳型の湯口が小さい場
合を考慮して、できるだけ注湯点を定点となるように
し、かつ湯飛び範囲を狭くする必要があり、そのため各
種の定点注湯方法が発案されている。従来のこの種の定
点注湯方法の一例として実開昭５６−６５７６５号公報
で開示された装置を用いたものがある。この装置は、第
８図および第９図で示すもので、一対の支柱１，１の両
先端にそれぞれ取付アーム２，２を突設し、その上端に
ラドル（取鍋）３の先端両側より突出した取付片４を枢
着する。そして、ラドル３の注出口５の口先６が前記の
両枢着点７，７を結ぶ線上にくるようにする。またラド
ル３の後端中央にも突片８を設け、ここに引上げ用のロ
ッド９の下端を枢着する。また蓋10の前端上面は、一部
を大きくえぐって開口部11を設ける。 この装置で注湯するには、ロッド９を引き上げラドル３
を前方に傾けて注出口５より溶湯を流し出す。このとき
ラドル３に於いては、流出口５の口先６が、ラドル３の
回転中心となる両枢着点７，７を結ぶ線上にあるため、
ラドル３を前方に傾けても、流出口５の口先６は移動し
ない。すなわち、この種の注湯方法は流出する溶湯を、
ラドル３の傾きと関係なく常に一定位置から落下するよ
うにしたものである。 また、注湯点が定点となるようにする方法の他の例とし
ては、自動注湯機として工業用ロボットを使ったものが
ある。これは、工業用ロボットのアームにラドルを取付
け、該アームによりラドルを傾斜させると同時に注湯点
が定点となるように鋳型の湯口に対しラドルを前後方向
に移動させて注湯するものである。そして、この注湯動
作をあらかじめ工業用ロボットにティーチングしてお
く。 （発明が解決しようとする問題点） しかしながら、ラドルの流出口をラドルの回転中心に移
動させた注湯方法においては、注湯速度すなわちラドル
の回転速度が極めて遅い場合には、注湯点が定点となる
が、生産性および注湯条件を考慮して回転速度を速めた
場合には湯飛び範囲が拡がってしまうという問題点が生
じた。これは、ラドルの流出口が定点となっていること
に起因するもので、この実験方法および実験結果を第５
図および第７図に示す。これは、ω＝４．３deg/sの回
転速度でラドルを傾斜させて注湯したものであり、ｌ_１
は、そのときの溶湯が飛んだ位置とラドルの流出口との
距離を示し、ｌ_２は、溶湯が飛んで流出口から75mm下で
の注湯巾を示したものである。第７図でわかるように、
注湯の中間時において注湯開始時および注湯終了時より
湯飛び距離ｌ_１が大きくなり、しかも湯飛び範囲ｌ_２が
非常に拡がっている。 次に、工業用ロボットを用いて行なう注湯方法において
は、鋳型の湯口に対して前後にラドルを移動できるため
注湯点を定点とすることが可能であるが、ラドルの回転
動作角度をティーチングする以外に、回転角度に応じて
前後方向への移動をもティーチングする必要があり、テ
ィーチングが多軸となり複雑なものとなる。さらに、こ
の前後方向への移動は、ラドルの回転角度に応じて微妙
に動くように調整しなければならなく、ティーチングが
非常に難しく熟練を要するという問題点が生じていた。 本考案は、以上の問題点に鑑みてなされたもので、容易
に注湯点が定点とすることのできる定点注湯方法を提供
することを目的とする。 （問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決する手段として、第１図および第２図
に示すように、ラドル(16)の中間点と後端とを２つの枢
支点とする四辺形リンク機構(15)を形成し、該四辺形リ
ンク機構の、前記ラドルと対向する一のリンク(31)を前
記ラドルの上面に平行にかつ該ラドルの先端とその中間
点とを結ぶ距離とほヾ同じ長さだけ延長して、その延長
端部を自動注湯機本体のアーム(14)の先端に回転軸(33)
を用いて軸着し、前記四辺形リンク機構は、前記一のリ
ンクの長さ（ｌ）を前記ラドルの２つの枢支点間を結ぶ
長さより短く設定すると共に、該一のリンクの、水平線
に対する傾斜角（β）を前記２つの枢支点を結ぶ同様の
傾斜角より大きく設定し、かつ前記アームに前記回転軸
を中心に前記リンク機構を回転させる駆動手段(21,23,2
8)を設けるようにしたものである。 （作用） 以上の構成により次の様に作用する。 溶湯を汲み上げたラドルを鋳型の湯口に移動させた後、
リンク機構が作動してラドルを傾斜させ注湯する。この
とき、ラドルの先端（注湯口）からの湯飛び距離が、注
湯中間時で注湯開始時および注湯終了時より大きくなる
が、四辺形リンク機構によりラドルは、その傾斜に応じ
て一旦後方へ移動した後、前方へ移動し、この結果、注
湯点が常に一定になる。そうすることにより、溶湯を外
部にこぼすことなく湯口に注湯することができる。 （実施例） 次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 第３図は、本発明に係る自動注湯機12を有する自動注湯
システムを示す斜視図であり、この構成を概略説明する
と、自動注湯機12の本体13には回動自在なアーム14が取
付けられており、該アーム14の先端には本発明の要部で
ある四辺形リンク機構15を介してラドル16が取付けられ
ている。床面には、鋳造材料を溶融する炉17と上面に湯
口18aを有する鋳型18,18…を載せた回転テーブル19とが
設けられている。なお、20は自動注湯機の制御部であ
る。 続いて、本発明の要部であるリンク機構15を第１図およ
び第２図を用いて説明する。 自動注湯機本体13のアーム14には、モータまたはシリン
ダ装置等のアクチェータ21が設けられており、アクチェ
ータ21の駆動シャフト22はアーム部材23の長孔24にピン
25を介して係着されている。また、アーム部材23は、ア
ーム14に固定されている固定部材26に回動自在に取付け
られている回転軸27に取付けられており、この回転軸27
には第１リンク28の一端が固定されている。第１リンク
28の他端は接合軸29を介して回動可能な第２リンク30の
一端が取付けられており、第２リンク30の他端はラドル
16上端中央（中央点）に回動可能に軸着されている。さ
らに、第２リンク30の中間部には第３リンク31の中間部
が接合軸32を介して回動自在に取付けられている。ま
た、第３リンク31は前記ラドル16の上面に平行にかつ該
ラドル16の先端とその中間点とを結ぶ距離とほヾ同じ長
さだけ延長されて、その延長端部は、前述した固定部材
26の下端に回転軸33を介して回動可能に取付けられてお
り、他端には第４リンク34の一端が接合軸35を介して回
動自在に取り付けられている。第４リンク34の他端はラ
ドル16の後端部に回動可能に軸着している。 第３リンク31の接合軸32と接合軸35との間には、この間
の長さｌを調整することができる調整ネジ36が設けられ
ている。 次に、このリンク機構15の作用について説明する。アク
チェータ21が作動して駆動シャフト22が伸長すると第１
リンク28が図中左まわりに回転して第２リンク30を上方
に移動させる。それに伴ない第３リンク31が回転軸33を
中心に図中左まわりに回転させられる。そして、第３リ
ンク31の先端に取付けられている第４リンク34も上方に
移動させられるが、第４リンク34の方が移動量が多いた
めラドル16後端部が持ち上げられてラドル16が傾斜させ
られる。このとき、ラドル16は、注湯中間時に注湯開始
時および注湯終了時よりも後退させられて移動する。こ
の移動の軌跡についての実験を次に示す。 第１図のリンク機構15において、寸法ｌ、βを変えてい
ったときのラドル16の注出口16aの軌跡を実験的に求
め、その結果を第４図に示す。なお、寸法ｌ、βは表１
に示す値に設定している。 第４図は、各寸法のリンク機構において、ラドル16の傾
斜角度と、その傾斜角度におけるラドル16の注出口16a
の水平方向の位置（リンク機構作動前の注出口16aの位
置を０としてラドルの前進方向を＋、後退方向を−とし
ている）との関係を示している。 そして、この軌跡の中で、第５図の実験において、ラド
ル16を回転速度ω＝４．３deg/sで傾斜させる場合に
は、の寸法関係のリンク機構を用いると第６図に示す
ように注湯点がほぼ定点となるように注湯が行なえる。 なお、第４図の実験結果より次のことがわかる。リンク
角度β＝１１．６°（一定）としてｌの長さのみを変化
させた場合には、ｌの長さが短くなるほど、ラドル16の
傾き角θの増大にともないラドル16の注出口16aは前進
する。また、リンクの長さｌ＝１４８（一定）とし、角
度βを１１．６°から２５°に変えた場合には、ラドル
16の注出口16aがラドル16の傾き角θの増大にともない
ラドル16は後退する。 以上の特性を利用すれば、注湯パターン（ラドルの傾斜
速度、ラドル注出口形状、注湯量等）を変えた場合で
も、リンク機構15のｌ、βの寸法を適宜に選んで、注湯
点が定点となるように注出口16aを移動させて注湯する
ことが可能である。また、ラドル16の先端16aと前記回
転軸33とを結ぶ線はラドルの中間点ａに一端が枢支され
た他のリンク30とほヾ平行となり、したがってラドルの
先端16aの上下変動量はきわめてわずかとなる。すなわ
ち、ラドルの先端を湯口の近くに設定することができ、
この結果、溶湯が拡がらない範囲で注湯することができ
て、小さな湯口に対しても注湯可能になり、歩留まりは
可及的に向上するようになる。 次に、この自動注湯システムの作用について説明する。 まず、自動注湯機本体13のアーム14が上下してラドル16
が炉17から溶湯を汲み上げる。続いて、アーム14が回転
してラドル16を鋳型18の湯口18a上方へ移動させると、
アーム14内のアクチェータ21がリンク機構15を作動させ
る。そうすると、ラドル16が傾斜すると同時にラドル16
の注出口16aを、注湯中間時に注湯開始時および注湯終
了時よりも後退させて注湯する。このようにして、注湯
点を定点として、鋳型18の湯口18aにこぼすことなく溶
湯を注湯することができる。 一つの鋳型18に注湯が終わるとアーム14が元の位置に戻
り、前述と同一の作動をしてラドル16に溶湯を汲み上げ
る。また、回転テーブル19が回転して、次の鋳型18が注
湯位置に移動される。 このようにして、次次に、ラドル16が炉17から溶湯を汲
み上げ鋳型18に注湯していく。 （発明の効果） 本発明は、特有のリンク機構を用いることにより、ラド
ルの傾斜に応じて、ラドルの先端をあまり上下変動させ
ることなくこれを前後方向へ移動させて注湯点を定点に
することができるため湯口の小さい鋳型でも溶湯をこぼ
すことなく注湯できる。 さらに、ラドルの傾斜速度に応じてリンク機構の寸法関
係を変えるだけで、種種の注湯パターン（ラドルの傾斜
速度、ラドル注出口形状、注湯量等）に対応できる。 また、リンク機構を用いたため構造および制御が簡単に
なりコストの低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明にかゝる自動注湯機の定点注湯装置の
要部であるリンク機構の正面図、 第２図は、第１図のリンク機構の作動状態を示した図、 第３図は、第１図のリンク機構を設けた自動注湯システ
ムを示す斜視図、 第４図は、第１図のリンク機構のｌ、βの寸法をさまざ
まに設定した場合のラドル傾斜角度とラドル注出口の位
置の関係を示した実験結果の図、 第５図は、ラドルの傾斜角度と湯飛び範囲の実験結果を
示す正面図、 第６図は、第１図で示したリンク機構のｌ、βの寸法を
表１のに設定したリンク機構を用いて第５図で示す実
験を行なった場合の実験結果を示す図、 第７図は、第８図および第９図に示す従来の装置を用い
た第５図で示す実験を行なった場合の実験結果を示す
図、 第８図は、従来の技術の一例を示す装置の平面図、 第９図は、第８図の正面図である。 14……アーム 15……リンク機構 16……ラドル

Claims (1)

1. 【訂正明細書】 【特許請求の範囲】 【請求項１】ラドル(16)の中間点と後端とを２つの枢支
   点とする四辺形リンク機構(15)を形成し、該四辺形リン
   ク機構の、前記ラドルと対向する一のリンク(31)を前記
   ラドルの上面に平行にかつ該ラドルの先端とその中間点
   とを結ぶ距離とほヾ同じ長さだけ延長して、その延長端
   部を自動注湯機本体のアーム(14)の先端に回転軸(33)を
   用いて軸着し、前記四辺形リンク機構は、前記一のリン
   クの長さ（ｌ）を前記ラドルの２つの枢支点間を結ぶ長
   さより短く設定すると共に、該一のリンクの、水平線に
   対する傾斜角（β）を前記２つの枢支点を結ぶ同様の傾
   斜角より大きく設定し、かつ前記アームに前記回転軸を
   中心に前記リンク機構を回転させる駆動手段(21,23,28)
   を設けたことを特徴とする自動注湯機の定点注湯装置。