JPH06560U - 自動湯口切断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 任意の多面、多方向に形成される鋳物の湯口
を確実に切断除去する。 【構成】 多関節型ロボット１の手首部に切り離し可能
に結合されたワーク把持ハンド３が、ワーク５を位置決
めピンにより位置決めして把持し、前記ロボットハンド
の動作領域内に固定配置された切断用回転歯１０に対し
て空中でワークの方向と姿勢を切断面の基準に合わせて
連続的に変えるプログラムを備えたロボット制御装置１
２とから構成される。 【効果】 鋳物に一体的に形成された任意の多面、多方
向に発生する湯口部を同一の装置で各種ワークに対して
フレキシブルに精度よく安全に切断できる。また、製品
の搬送をロボットで行うので、搬入搬出のための装置が
不要であり、実用性も高い。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、鋳物に形成される湯口を、鋳物を把持し、固定された切断位置に制 御されるロボットにより切断除去する自動湯口切断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図５により湯口の形態を説明する。鋳物は、一般に湯口から砂型、金型に溶湯 を注入して作られるので、製作された鋳物には不要である湯口５ａの部分もワー ク５と一体的に形成されてしまう。従来、この種の鋳物に形成された湯口５ａの 部分は、一般にバンドソーと呼ばれる帯のこ盤などの切削工具を用いて作業者が 切断していた。しかし、人手による作業では鋳物製品の仕上がり寸法にばらつき が生じることがあり、常時作業者がワークを取り扱うので危険な作業ともなって いる。

【０００３】 このためこのような人手作業をなくした湯口切断装置が提案されているが、こ の切断装置は、湯口の発生場所が多面的で多方向にわたり、形状、位置も多種類 となるのでそれぞれの対象ワークに対応した専門の装置が要求される。この専用 の切断装置により刃物および同駆動装置を走行させ、クランプした製品の位置・ 角度割り出し機構により作業している。しかし、専用の装置では刃物を走行させ るため装置が大掛かりになり、また湯口の位置・角度の変更に対して自由に設定 できない、切り屑が装置の機構部に侵入して設備不稼働の原因になるという欠点 がある。

【０００４】 また、工程分割することで多種類の湯口を順次切断処理することも行われてい るが、工程分割すると生産の減少に対しては、工程能力が無駄になり分割して設 置された処理装置は機種が変わると工程の処理能力バランス保持が難しく、しか も汎用性に乏しかった。

【０００５】 また、他の方法として図３に示す通り切削工具１０をモータ９および軸受けユ ニット１１と共にロボット１の手先フランジ１ａに設け、固定配置したワーク５ の湯口部５ａを切断する湯口切断ロボット（実開平３−４７７１９号公報）があ る。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながらこの装置では、切断位置を自由に変更することはできるものの、 大型の刃物駆動装置を装着するのは重量の限界があり、小断面の湯口をもったワ ークに限定される。また、高速回転する刃物の姿勢、方向が不定のため危険を伴 う。更に、切断する製品、湯口の搬送のための装置が別途必要となる。このよう な課題を解決するために、ロボットがワークを保持して切断する装置を実用化す る必要があった。

【０００７】 しかし、切断鋸によって発生する振動はロボットの軸を伝わって振動が止まら ないために従来のロボットでは切断することが困難であった。図４は剛性の小さ いロボットで湯口を切断した時の切断反力を測定した結果を示す。横軸は時間、 縦軸はＸ，Ｙ，Ｚ方向の力を示す。ロボットの振動により反力が大きく増減して いる様子が分かる。更に、切断により発生する反力のためにロボットの軸が傾き 、精度を保って切断することが困難であったため実用化が困難であった。

【０００８】 そこで本考案においては、手首部に加わる重力および切断反力に耐えるのみな らず、さらに充分に剛性の高いロボットを用いることによって、上述の振動およ び精度の問題点を解消し、かつ切断位置と精度を自由に教示設定できる自動湯口 切断装置を提供し、前述の問題点を解消せしめんとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案の要旨とするところは、鋳物の製品部分および／または湯口部分を各々 位置決めして把持可能なハンドと、該ハンドを多関節型マニプレータの手先フラ ンジに切り離し可能に結合した高剛性ロボットと、該ロボットハンドの動作領域 内に固定配置した切断用カッターおよび同駆動装置とを設け、空中でワークの方 向と姿勢を切断面の基準に合わせて該ロボットが連続的に変えることにより、任 意の多面、多方向に発生する鋳造鋳物に形成された湯口部分の切断を自動的に行 うプログラムを有することを特徴とする自動湯口切断装置にある。

【００１０】

【作用】

各形態の湯口部を有するワークを、多関節ロボットの手首部に切り離し可能に 結合されたワーク把持ハンドによって位置決め把持して搬入位置から切断空域へ 持ち込み、この切断空域内で、そのワークを各湯口の形態に合わせて制御プログ ラムに記憶された移動プログラムにしたがって、各湯口の切断に適した方向と姿 勢に変更し、固定配置された切断カッターに、空中で直線移動させて各湯口を切 断し、切断済みのワークを前記加工空域から搬出する。

【００１１】

【実施例】

本考案の実施例を図１および図２に示す自動車のインテークマニホールド用鋳 造粗材の如きワークを例にして説明する。 図示するように、矩形状のコモンベース７上には高剛性ロボット１と、これと 対設する切断ユニット６と、前記ロボット１の背部に設けたロボット制御装置１ ２および切断装置全体を制御する切断全体制御装置１３とが、一体的に配置され ている。

【００１２】 ロボット１は、多関節型マニプレータの手先フランジ１ａに、切り離し可能に 結合された自動結合装置２を介して、ワーク把持ハンド３が取り付けられて構成 され、該ハンド３は適宜自動交換可能となっている。具体的には、自動結合装置 ２の切り離し部２ａには、ワーク把持ハンド３が結合され、該ハンド３にはエア ーシリンダ（図示せず）によって駆動される把持爪４が傾動可能に軸支され、ワ ーク５を位置決めする先端ピンが突設されている。図に示す二点鎖線が湯口切断 用の加工空域（ロボットの動作領域）を表している。

【００１３】 また、ロボット１に対向して固定配置される切断ユニット６は、コモンベース ７に固定したユニットフレーム８上に、モータ９により駆動される円盤状の回転 歯１０を有する軸受けユニット１１を取り付けることにより構成される。１６は 切断ユニット６の下部に設けた切断スクラップバケットである。

【００１４】 このような湯口切断装置において、湯口切断用の加工空域の両側方には、図示 に示すようにワーク５を搬入するワーク供給装置１４と、湯口切断済みのワーク を搬出するための搬出装置１５とが隣接設置されている。なお、これら供給装置 と搬出装置は同一のものが兼ねることも可能である。

【００１５】 以上の構成であらかじめ切断すべき湯口形態に対応して教示したプログラムに したがってロボット１を動作させ、切断用回転歯１０によってハンド３に把持さ れたワーク５の湯口部分５ａを切断するものである。この場合切断ユニットは固 定されているから、ロボットハンド側が制御プログラムに記憶された所定の姿勢 と方向に移動して、湯口の切断を円滑に行うことになる。勿論、ワーク５の供給 と搬出もロボットにより行う。

【００１６】

【考案の効果】

本考案は、以上のように構成したので、鋳物に一体的に形成された任意の多面 、多方向に発生する湯口部分に対しロボットが姿勢を決めて対応でき、種々の製 品をフレキシブルにかつ精度よく、安全に切断することができる。 また、製品の搬送をロボットで行うので、搬送のための装置が不要となり経済 的である。更に、ロボットによる製品の搬送により、運転車は作業場の３Ｋ環境 から隔離され、安全・清潔な環境で運転・監視が可能となる。

【提出日】平成４年８月２７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００８】 そこで本考案においては、手首部に加わる重力および切断反力に耐えるのみな らず、さらに充分に剛性の高いロボットを用いることによって、上述の振動およ び精度の問題点を解消し、かつ切断位置と姿勢を自由に教示設定できる自動湯口 切断装置を提供し、前述の問題点を解消せしめんとするものである。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】 ロボット１は、多関節型マニプレータの手先フランジ１ａに、切り離し可能に 結合された自動結合装置２を介して、ワーク把持ハンド３が取り付けられて構成 され、該ハンド３は適宜自動交換可能となっている。具体的には、自動結合装置 ２の切り離し部２ａには、ワーク把持ハンド３が結合され、該ハンド３にはエア ーシリンダ（図示せず）によって駆動される把持爪４が傾動可能に軸支され、ワ ーク５を位置決めする先端ピンが突設されている。図に示す二点鎖線の範囲でか つ切断ユニット６で囲まれた領域 が湯口切断用の加工空域（ロボットの動作領域 ）を表している。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１６】

【考案の効果】

本考案は、以上のように構成したので、鋳物に一体的に形成された任意の多面 、多方向に発生する湯口部分に対しロボットが姿勢を決めて対応でき、種々の製 品をフレキシブルにかつ精度よく、安全に切断することができる。 また、製品の搬送をロボットで行うので、搬送のための装置が不要となり経済 的である。更に、ロボットによる製品の搬送により、運転者は作業場の３Ｋ環境 から隔離され、安全・清潔な環境で運転・監視が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す平面図。

【図２】図１の正面図。

【図３】従来の湯口切断ロボットの例を示す正面図。

【図４】切断による切削反力測定図。

【図５】湯口の形態を説明するワークの平面図と側面
図。

【符号の説明】 １ ロボット １ａ 手先フランジ ２ 自動結合装置 ２ａ 切り離し部 ３ ハンド ４ 把持爪 ５ ワーク ５ａ 湯口部分 ６ 切断ユニット ７ コモンベース ８ ユニットフレーム ９ モータ １０ 回転歯 １１ 軸受けユニット １２ ロボット制御装置 １３ 切断全体制御装置 １４ ワーク供給装置 １５ ワーク搬出装置 １６ スクラップバケット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 野沢 信義 愛知県安城市和泉町大海古２−９ 株式会 社日吉インダストリーズ内 (72)考案者 久家 重允 福岡県北九州市八幡西区黒崎城石２−１ 株式会社安川電機製作所ロボット事業本部 内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋳物の製品部分および／または湯口部分
   を各々位置決めして把持可能なハンドと、該ハンドを多
   関節型マニプレータの手先フランジに切り離し可能に結
   合した高剛性ロボットと、該ロボットハンドの動作領域
   内に固定配置した切断用カッターおよび同駆動装置とを
   設け、空中でワークの方向と姿勢を切断面の基準に合わ
   せて該ロボットが連続的に変えることにより、任意の多
   面、多方向に発生する鋳造鋳物に形成された湯口部分の
   切断を自動的に行うプログラムを有することを特徴とす
   る自動湯口切断装置。