JPH06262341A - 鋳物のゲート切断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 鋳造直後のランナ付き鋳物のゲートを円板
形砥石で切断するに当り、円板形砥石の摩耗量を自動的
に測定し、その摩耗量に応じてワーク台の送り量を自動
的に設定してゲートを切断する。 【構成】 水平方向の駆動軸を有する円板形砥石１１
と、該円板形砥石の側方で鋳物２７を載置、固定して円
板形砥石の軸方向と平行なＹ軸方向およびこれに直角な
Ｘ軸方向の二方向に摺動することが可能なワーク台２６
と、円板形砥石の直径を測定するための測定器１４と、
測定器が測定した円板形砥石の直径およびあらかじめ設
定されたランナ２７ｂ付き鋳物２７の寸法に基づいてゲ
ート２７ａを切断するために必要なワーク台のＸ軸方向
送り量を演算し、かつ該送り量を制御することができる
制御装置１５とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】鋳造直後の鋳物の一端には、多く
の場合、スプルーおよびランナが一体に接続されている
が、この発明は、鋳造直後の鋳物と上記ランナとの境界
部に位置するゲートを円板形砥石で切断して鋳物からラ
ンナやスプルーを分離するための鋳物のゲート切断装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鋳造直後の鋳物にゲートを介して一体に
接続されているスプルーおよびランナを除去するための
方法として、上記のゲートを薄い円板形砥石で切断する
方法が知られている。例えば、鋳物が鋳鋼製品で、かつ
ゲートが太くなるような場合は、上記の切断方法が採用
されていた。図９は、かかる鋳物の一例を示し、鋳物１
は、鉄道車両のレール用枕木を固定するために使用され
る断面船底形のワッシャであり、上記の鋳物１がスプル
ーに直結された幹ランナ２からほぼ直角に分岐する複数
本の枝ランナ３に鋳物１とほぼ等しい断面形状のゲート
４を介して連結されており、鋳造直後の型ばらし作業の
際に上記ゲート４を鋳物１沿いの二点鎖線５に沿って切
断していた。なお、鋳物１の自由端１ａに鋳バリが存在
する場合は、ゲート４を切断する前に同じ円板形砥石で
鋳バリを切断除去していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来
は、上記のランナ２、３が固着された鋳物１を摺動自在
のワーク台上に固定し、このワーク台を手動で円板形砥
石に向かって前進させていたので、危険であり、かつ粉
塵が飛散して空気が汚れ、更に鋳物１を正確に切り離す
のが難しく、作業に熟練を必要とした。そこで、上記の
ワーク台を自動的に進退させることが試みられたが、上
記図９の鋳鋼製鋳物１のゲート４を切断する場合は、円
板形砥石の摩耗が大きく、上記の鋳物１を１個切断する
度に円板形砥石の直径が約１mm減少し、そのためワーク
台の送り開始点を一定にすると、切断終了までに必要な
送り量を度々調整して次第に増大する必要があり、この
調整作業を省略するため、送り量を、円板形砥石の直径
が最小になったときの必要送り量に固定した場合は、円
板形砥石の直径が大きい場合に無駄な送りが必要にな
り、能率が低下するという問題があった。

【０００４】この第１発明は、円板形砥石の摩耗量を自
動的に検出し、その摩耗量に応じてワーク台の送り量
（Ｘ軸方向送り量）を設定し、ゲートを自動的に切断で
きるようにしたものである。また、第２発明は、上記切
断時のＸ軸方向の送り量だけでなく、幹ランナから分岐
する複数本の枝ランナが存在し、各枝ランナにゲートを
介して鋳物が接続されている場合に、１個のゲートを切
断した後、次のゲートを切断する位置にワーク台を自動
的に移動できるようにしたものである。また、第３発明
は、上記の測定器が円板形砥石の直径を非接触で正確に
測定することができ、円板形砥石の回転によって損傷を
受けないようにしたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】第１発明は、水平方向の
駆動軸を有する円板形砥石と、該円板形砥石の側方で上
記の鋳物を載置、固定して上記円板形砥石の軸方向と平
行なＹ軸方向およびこれに直角なＸ軸方向の二方向に摺
動することが可能なワーク台と、上記円板形砥石の直径
を測定するための測定器と、この測定器が測定した円板
形砥石の直径およびあらかじめ設定された上記ランナ付
き鋳物の寸法に基づいて上記のゲートを切断するために
必要な上記ワーク台のＸ軸方向送り量を演算し、かつ該
送り量を制御することができる制御装置とを備えた鋳物
のゲート切断装置である。

【０００６】第２発明は、上記第１発明の装置におい
て、その制御装置に、ワーク台のＹ軸方向送り量を設定
により記憶し、該送り量を制御するための機能を付加し
たものである。

【０００７】第３発明は、第１発明および第２発明の測
定器が、円板形砥石の外周よりも外側の所定位置と内側
の所定位置との間を該円板形砥石の表面と平行な軌道に
沿って揺動自在の光電スイッチを有し、この光電スイッ
チが外側の所定位置から内側に移動し、円板形砥石の外
周を検出するまでの移動量によって円板形砥石の直径を
演算するものである。

【０００８】

【作用】第１発明において、基準位置のワーク台上に鋳
造直後の鋳物を固定し、Ｘ軸方向に測定した鋳物の寸
法、例えばゲートの厚みおよび鋳物から円板形砥石まで
の距離等を制御装置に記憶させ、装置を駆動すると、測
定器が円板形砥石の直径を測定し、その測定値が上記制
御装置に記憶される。次いで、この測定値と上記鋳物の
寸法とに基づいてワーク台のＸ軸方向の送り量が演算さ
れ、この演算値に基づいてワーク台が送られ、上記のゲ
ートが切断される。

【０００９】なお、切断されるべきゲートの位置によっ
て送り速度を変えることができる。例えば、ゲートが円
板形刃物に近接するまでは送り速度を高速度に設定し、
切断が開始されると中速度に設定変更し、切断の終了近
くでは低速度に変更し、切断が終了してワーク台が元の
基準位置に戻る際は、再び高速度に変更することができ
る。また、円板形砥石の直径の測定は、ゲートを切断す
る直前に行ってもよく、また切断後に行って、次の切断
に備えるようにしてもよい。

【００１０】第２発明においては、その制御装置に、ワ
ーク台のＹ軸方向送り量を設定することができるので、
鋳物のＹ軸方向の長さを記憶させてゲートの反対側の鋳
バリを切断除去することができる。また、幹ランナから
複数本の枝ランナが分岐し、各枝ランナにゲートを介し
て鋳物が連結されている場合に、鋳物のピッチを記憶さ
せることにより、複数個のゲートを順に切断することが
できる。また、鋳物のＹ軸方向長さおよび配列ピッチの
双方を記憶させた場合は、複数個の鋳物の鋳バリおよび
ゲートを順に切断することができる。

【００１１】第３発明においては、測定器に光電スイッ
チを使用し、この光電スイッチの移動量から円板形砥石
の直径を算出するので、非接触で測定が可能であり、円
板形砥石の回転による切断時には光電スイッチを火花や
粉塵の飛ばない領域に待機させることができ、その損傷
を防止することができる。なお、光電スイッチを円板形
砥石の半径方向に移動させた場合は、その移動距離を円
板形砥石の直径に容易に変換することができる。また、
光電スイッチを円弧に沿って移動させた場合は、上記移
動距離を直径に変換するのが面倒である反面、光電スイ
ッチの移動機構の設置スペースが容易に得られる。

【００１２】

【実施例】図１において、１１は円板形砥石、１２はそ
の駆動軸、１３は安全カバーであり、この安全カバー１
３の周面板１３ａに窓孔１３ｂが開けられ、その外側に
円板形砥石１１の周面までの距離を測定するための反射
光式距離測定器１４が固定され、その出力信号が導線１
４ａで制御装置１５に送られる。

【００１３】上記の円板形砥石１１は、左右対称に配設
され（図２および図３参照）、その中間下方の床上に前
後一対（図１の紙面手前を前、紙背側を後とする）のＸ
軸ガイドレール１６、１６が敷設され、このＸ軸ガイド
レール１６、１６上に摺動ブロック１７および脚１７ａ
を介してＸ軸摺動台１８が載置され、このＸ軸摺動台１
８の下面中央に固定されたナット状部材１９に、上記前
後のＸ軸ガイドレール１６、１６の中間上方にこれらと
平行に設けられたＸ軸ネジシャフト２０が嵌合し、この
Ｘ軸ネジシャフト２０がＸ軸サーボモータ２０Ｍで駆動
されて回転し、Ｘ軸摺動台１８を左右に所望の距離だけ
移動させる。

【００１４】このＸ軸摺動台１８は、前後方向に長く形
成され、その上面に左右一対のＹ軸ガイドレール２１、
２１が敷設され、この左右のＹ軸ガイドレール２１、２
１上に摺動ブロック２２および脚２２ａを介してＹ軸摺
動台２３が載置され、このＹ軸摺動台２３の下面中央に
固定されたナット状部材２４に、上記左右のＹ軸ガイド
レール２１、２１の中間上方にこれらと平行に設けられ
たＹ軸ネジシャフト２５が嵌合し、このＹ軸ネジシャフ
ト２５がＹ軸サーボモータ２５Ｍで駆動されて回転し、
Ｙ軸摺動台２３を前後方向に所望の距離だけ摺動させ
る。

【００１５】上記のＹ軸摺動台２３は、上面中央に前後
方向の中央壁２３ａを有する断面逆Ｔ字形のものであり
（図１参照）、この中央壁２３ａの頂部に平面形状がＴ
字形のワーク台２６がその脚部２６ａを手前に向け、頭
部２６ｂをＸ軸方向に向けて水平に固定される。そし
て、このワーク台２６上にワーク、すなわち鋳物２７が
ゲート２７ａ、枝ランナ２７ｂ、幹ランナ２７ｃと共に
クランプ２８で固定される。なお、上記Ｙ軸摺動台２３
の中央壁２３ａの頂部左右に鋳物用シュート２９が山形
材からなる取付け金具２９ａから垂下状に傾斜して固定
される。

【００１６】上記図１に示した鋳物のゲート切断装置
は、Ｙ軸ネジシャフト２５を中心にして左右対称に形成
される。そして、ワーク台２６上に固定された幹ランナ
２７ｃの右側の鋳物２７のゲート２７ａは、Ｘ軸摺動台
１８が右方に移動して右側の円板形砥石１１で切断され
る。また、左側の鋳物（図示されていない）は、Ｘ軸摺
動台１８が左方に移動して左側の円板形砥石で切断され
る。

【００１７】上記右側の円板形砥石１１による切断は、
次のように行われる。すなわち、鋳物２７の手前に形成
される鋳バリ２７ｄおよび鋳物２７の紙背側のゲート２
７ａを切断する目的で、最初に鋳バリ２７ｄを切断し、
次いでＹ軸摺動台２３が手前側に鋳物２７の長さだけ前
進し、しかるのちゲート２７ａを切断するプログラムが
設定される。そして、反射光式距離測定器１４が円板形
砥石１１の直径を測定すると、その測定値が制御装置１
５に記憶され、この制御装置１５の演算装置によってＸ
軸方向の送り量が演算される。なお、ゲート２７ａが円
板形砥石１１に接触を開始する点Ｐは、駆動軸１２を通
る水平線よりも下にあるため、上記の演算に際し、上記
の接触開始点Ｐを通る半径方向線の水平線に対する傾斜
角度θが考慮される。

【００１８】演算され、送り量が設定されると、Ｘ軸サ
ーボモータ２０Ｍが駆動され、Ｘ軸摺動台１８が実線の
基準位置から上記の演算により設定された距離だけ右方
に前進し、かつ円板形砥石１１が回転して鋳バリ２７ｄ
を切断、除去し、鋳物２７が鎖線位置に達して停止す
る。次いで、Ｘ軸摺動台１８が鎖線位置と実線位置の中
間位置まで設定により後退し、更に設定によりＹ軸サー
ボモータ２５Ｍが駆動され、Ｙ軸摺動台２３が紙面手前
側に鋳物２７の長さに対応する設定距離だけ前進して停
止する。そして、再びＸ軸サーボモータ２０Ｍの駆動に
より、Ｘ軸摺動台１８が右方に設定距離だけ鎖線位置ま
で前進し、その間にゲート２７ａが切断され、鋳物２７
が落下し、シュート２９を経て下方の鋳物受け（図示さ
れていない）に投入され、Ｘ軸摺動台１８は実線位置ま
で後退し、更にＹ軸摺動台２３の後退により、最初の基
準位置に復帰する。

【００１９】図２および図３に示す実施例は、測定器３
０に光電スイッチを使用したものであり、詳細は図４お
よび図５に示される。すなわち、円板形砥石１１の左上
に小型のギヤードモータ３１および固定水平軸３２が並
設され、前者に固定した小歯車３３と後者に回転自在に
嵌装した大歯車３４が噛み合い、この大歯車３４の前面
に扇形板３５の回転中心が接続される。なお、この扇形
板３５の外周部左端には、この外周部と等しい半径で湾
曲する円弧状アーム３５ａが延長状に突設されている。
そして、この扇形板３５および円弧状アーム３５ａの背
面側にこれらと同じ曲率の円弧形支持板３６および外周
に沿って多数のスリット３７ａを有する円弧状エンコー
ダ３７が複数本のスタッド３８で接続される。

【００２０】そして、上記円弧状アーム３５ａの先端部
裏面に光電素子３９Ａが、また上記円弧形支持板３６の
端部表面に光源３９Ｂが対向状に固定され、上記の光電
素子３９Ａおよび光源３９Ｂが光電スイッチ３９を構成
し、扇形板３５が図４の待機位置から反時計方向に回転
し、光電素子３９Ａおよび光源３９Ｂ間の光路を円板形
砥石が過った際に光電素子３９Ａから信号が前記の制御
装置に向かって出力され、かつ上記のギヤードモータ３
１が停止し、次いで逆転して扇形板３５が元の待機位置
に戻される。

【００２１】上記扇形板３５の回転に伴って円弧状エン
コーダ３７が同時に回転するが、この回転の際に外周の
スリット３７ａの移動個数を計数するためのフォトセン
サ４０が上記円弧形エンコーダ３７の外周に近接して設
けられ、上記扇形板３５が反時計方向に回転を始めてか
ら光電スイッチ３９が円板形砥石の外周を検出するまで
の上記スリット３７ａの移動個数が前記の制御装置１５
に送られ、この移動個数すなわち円弧状エンコーダ３７
の回転角度に基づいて円板形砥石１１の直径が演算さ
れ、記憶される。

【００２２】一方、図２、図３に示した鋳物４１および
ワーク台５０の詳細が図６、図７に示される。この例で
は、６個の鋳物４１が左右２列に、かつ左右対称に配列
されて１組を構成する。すなわち、前後方向を向く幹ラ
ンナ４２は、後端にスプルー４３を、また左右に３本ず
つほぼ直角に分岐する合計６本の枝ランナ４４を有し、
各枝ランナ４４にゲート４５を介して鋳鋼製の鋳物４１
が一体に接続され、鋳物４１の自由端には鋳バリ４１ａ
が形成されている。

【００２３】上記６個の鋳物４１およびランナ４２、４
４を支持するワーク台５０は、前後方向の角棒状の幹部
５１と、その後端から左右に分岐する比較的太く長い後
方枝部５２と、中間から左右に分岐する比較的細く短い
中間枝部５３と、前端付近から左右に分岐する比較的細
く短い前方枝部５４とからなり、上記の幹部５１、後方
枝部５２、中間枝部５３および前方枝部５４上にそれぞ
れ幹ランナ４２、後端の枝ランナ４４、中間枝ランナ４
４および前端枝ランナ４４が重ねられ、後方枝部５２の
左右のストッパ５５、５５、クランプ５６、５６および
幹部前端のクランプ５６等によって位置決めされて固定
される。

【００２４】上記の図２ないし図７に示された実施例で
は、ワーク台５０が左方に摺動し、左側の円板形砥石１
１（図２参照）によってワーク台５０上の左列３個の鋳
物４１（図３参照）が前部のものから順に切落される。
次いで、ワーク台５０が右方に摺動し、右側の円板形砥
石１１によって右列３個の鋳物４１が切落され、しかる
のちワーク台５０が最初の位置に戻される。そして、上
記のように左側の円板形砥石１１による切断が終了して
ワーク台５０が右方に移動する間に、左側円板形砥石１
１の直径が測定され、右側の円板形砥石１１による切断
が終了してワーク台５０が最初の位置に戻る間に上記右
側円板形砥石１１の直径が測定される。すなわち、この
実施例では、３個のゲート４５を切断する度に上記直径
の測定が行われる。

【００２５】そして、この実施例では、上記ワーク台５
０の摺動速度が随時変速される。図６の左側３個の鋳物
４１が切落されて中央の基準位置に戻った状態が図８に
示される。この基準位置では、機台の中心線Ｎ上に幹ラ
ンナ４２の中心線が位置し、右側前端の鋳物４１の前縁
は、円板形砥石１１の延長線上に位置する。この状態で
前記のワーク台５０が移動を開始し、これに伴って上記
の鋳物４１およびランナ４２、４４等が一体になって移
動する。先ず、鋳物４１の右端から若干の距離ｄ（例え
ば、１０mm）だけ離れた位置に基準線Ｍを想定し、この
基準線Ｍに円板形砥石１１の刃先が到達するまでの第１
行程Ｄ１では、ワーク台５０をＸ軸方向に４００cm／分
の速度で前進させる。

【００２６】次いで、基準線Ｍに達した円板形砥石１１
が更に進み、鋳バリ４１ａを切断して鋳物４１の左縁を
通過した所定位置までの第２行程Ｄ２（９０mm）では、
ワーク台５０を速度６０cm／分で摺動させる。ワーク台
５０が第２行程Ｄ２の終端に達すると、その摺動方向を
反対に変更させ、上記基準線Ｍまでの第３行程Ｄ３（距
離９０mm）を速度２００cm／分で後退させ、この基準線
Ｍに達したのち、この基準線Ｍの右方のＹ軸移動線Ｌに
至る第４行程Ｄ４（距離５０mm）を速度４００cm／分で
後退させる。続いて、Ｙ軸移動線Ｌに沿ってゲート４５
の切断線４５ａに至る第５行程Ｄ５（距離５５mm）を速
度６００cm／分で前進させる。

【００２７】上記ゲート４５の切断線４５ａの延長上に
円板形砥石１１が達すると、ワーク台５０を再びＸ軸方
向に移動させ、円板形砥石１１の刃先が前記の基準線Ｍ
に達する第６行程Ｄ６（距離５０mm。ただし、円板形砥
石１１の摩耗量に対応する補正値１．１mmを設定により
加え、合計５１．１mmとする。）を速度４００cm／分で
前進させ、基準線Ｍに達した後のゲート４５を切断する
工程の前半の第７行程Ｄ７（距離５５mm）を速度４０cm
／分で前進させ、切断工程後半の第８行程Ｄ８（距離３
０mm）を２０cm／分の最も遅い速度で前進させて切断跡
を平滑にする。

【００２８】ゲート４５の切断工程が終了すると、ワー
ク台５０を再び後退させる。この場合、基準線Ｎまでの
第９行程Ｄ９（距離９０mm）を速度２００cm／分で後退
させ、この基準線ＮからＹ軸移動線Ｌまでの第１０行程
Ｄ１０（距離５０mm）を速度４００cm／分で後退させ
る。そして、Ｙ軸移動線Ｌに沿って中間の鋳物４１の鋳
バリ４１ａの切断線に至る第１１行程Ｄ１１（距離５５
mm）を速度６００cm／分で前進させ、以下、同様の繰返
しにより３個目、すなわち後端の鋳物４１のゲート４５
を切断した後、ワーク台５０が最初の基準位置に戻され
る。

【００２９】

【発明の効果】上記のとおり、請求項１に記載された発
明は、円板形砥石と、二方向に摺動可能なワーク台と、
上記円板形砥石の直径を測定するための測定器と、この
測定器が測定した円板形砥石の直径等に基づいてワーク
台の必要送り量を演算し、かつ該送り量を制御すること
ができる制御装置とを備えているので、基準位置のワー
ク台上に鋳造直後の鋳物をランナ等の付いたまま載せて
固定すると、上記円板形砥石の直径が自動的に測定さ
れ、必要な送り量が自動的に演算され、設定されて自動
的にゲートの切断が行われるので、作業に熟練を要しな
くなり、能率が向上すると共に、作業員の危険が解消
し、かつ切断装置を被覆することが可能になって作業場
を汚染する粉塵の発生が減少する。

【００３０】また、請求項２に記載された発明は、請求
項１に記載された発明の制御装置がワーク台のＹ軸方向
送り量を設定により記憶し、該送り量を制御するための
機能を備えているので、１個のスプルー、幹ランナに複
数個の鋳物が並設されている場合に、ワーク台にＸ軸方
向およびＹ軸方向の送りを自動的に設定し、上記複数個
の鋳物を１個ずつゲートの部分で自動的に切断、分離す
ることができる。

【００３１】また、請求項３に記載された発明は、測定
器に光電スイッチを使用し、この光電スイッチの移動量
から円板形砥石の直径を算出するものであるから、測定
の精度が高く、かつ非接触で測定が可能であり、円板形
砥石の回転による切断時には光電スイッチを火花や粉塵
の飛ばない領域に待機させてその損傷を防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の要部の正面図である。

【図２】他の実施例の正面図である。

【図３】図２の一部を省略した平面図である。

【図４】図２の測定器の拡大正面図である。

【図５】図４の一部を破砕した平面図である。

【図６】図３のワーク台の拡大平面図である。

【図７】図６のＡ−Ａ線断面図である。

【図８】図３のランナ付き鋳物の拡大平面図である。

【図９】鋳物の一例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１１：円板形砥石、１３：安全カバー、１３ｂ：窓孔、
１４、３０：測定器、１５：制御装置、１８：Ｘ軸摺動
台、２０：Ｘ軸ネジシャフト、２０Ｍ：Ｘ軸サーボモー
タ、２３：Ｙ軸摺動台、２５：Ｙ軸ネジシャフト、２５
Ｍ：Ｙ軸サーボモータ、２６、５０：ワーク台、２７、
４１：鋳物、２７ａ、４５：ゲート、２７ｂ、２７ｃ、
４２、４４：ランナ、２７ｄ、４１ａ：鋳バリ、２８、
５６：クランプ、５５：ストッパ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋳物とランナとを一体に接続するゲート
   を円板形砥石で切断して鋳物からランナを分離するため
   の鋳物のゲート切断装置において、水平方向の駆動軸を
   有する円板形砥石と、該円板形砥石の側方で上記の鋳物
   を載置、固定して上記円板形砥石の軸方向と平行なＹ軸
   方向およびこれに直角なＸ軸方向の二方向に摺動するこ
   とが可能なワーク台と、上記円板形砥石の直径を測定す
   るための測定器と、この測定器が測定した円板形砥石の
   直径およびあらかじめ設定された上記ランナ付き鋳物の
   寸法に基づいて上記のゲートを切断するために必要な上
   記ワーク台のＸ軸方向送り量を演算し、かつ該送り量を
   制御することができる制御装置とを備えた鋳物のゲート
   切断装置。
2. 【請求項２】 制御装置がワーク台のＹ軸方向送り量を
   設定により記憶し、該送り量を制御するための機能を備
   えている請求項１に記載の鋳物のゲート切断装置。
3. 【請求項３】 測定器が、円板形砥石の外周よりも外側
   の所定位置と内側の所定位置との間を該円板形砥石の表
   面と平行な軌道に沿って揺動自在の光電スイッチを有
   し、この光電スイッチが外側の所定位置から内側に移動
   し、円板形砥石の外周を検出するまでの移動量によって
   円板形砥石の直径を演算するものである請求項１または
   ２に記載の鋳物のゲート切断装置。