JPH068176A - 耐熱エンドエフェクター - Google Patents

耐熱エンドエフェクター

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JPH068176A
JPH068176A JP16740792A JP16740792A JPH068176A JP H068176 A JPH068176 A JP H068176A JP 16740792 A JP16740792 A JP 16740792A JP 16740792 A JP16740792 A JP 16740792A JP H068176 A JPH068176 A JP H068176A
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JP
Japan
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heat
end effector
insulating material
container
inner container
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Withdrawn
Application number
JP16740792A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeto Morita
成人 森田
Masayoshi Kawamura
昌良 川村
Masuo Harada
益雄 原田
Yoshio Nishikawa
好男 西川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPH068176A publication Critical patent/JPH068176A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/0054Cooling means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 断熱材を大型化することなく十分な耐熱性を
確保し、高温加熱される部品の熱間成形に使用すること
を可能にする。 【構成】 エンドエフェクター本体15が配されるイン
ナコンテナ16内に噴射ノズル17から冷却空気を導入
し、アウタコンテナ19の外周に配される多層遮熱材2
0に分配器21の送気ポート31から冷却空気を導入
し、インナコンテナ16と多層遮熱材20とを強制冷却
し、断熱材を大型化することなく十分な耐熱性を確保
し、産業用ロボットへの装着を制約を受けずに可能と
し、高温加熱される部品の熱間成形の無人化を実用化す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は産業用ロボット等におけ
るハンドリングに用いられるエンドエフェクターに関
し、例えば高温加熱されるプレス型及びチタン部品のハ
ンドリングに適用して好適である。
【0002】
【従来の技術】図6には、産業用ロボットによるチタン
部品(例えば航空機用)の熱間成形の状況を示してあ
る。
【0003】熱間プレス1のシャトル2の上面には70
0℃に加熱された熱板3が設けられている。産業用ロボ
ット4のアーム5の先端には手首軸6が設けられ、手首
軸6には着脱器1次側7と着脱器2次側8を介して耐熱
エンドエフェクター9が着脱自在に接続されている。
【0004】耐熱エンドエフェクター9には把持アーム
10を介してプレス上型11が把持され、熱板3上には
プレス下型12が設置されている。
【0005】耐熱エンドエフェクター9は、700℃に
加熱された熱板3からの輻射伝熱と対流電熱を受け、下
表面温度は450℃に達する。このため、耐熱エンドエ
フェクター9は耐熱性を確保するために断熱構造が採用
されている。
【0006】伝熱工学における多層遮熱板は、層間間隔
が産業用ロボット4の作動範囲に制約を与えること及び
熱板3からの加熱気流により層間自然対流冷却の基本機
能が得られないため、耐熱エンドエフェクター9の断熱
構造として採用できない。
【0007】このため、耐熱エンドエフェクター9の断
熱構造として、セラミック繊維バルク体等の断熱材を用
いている。
【0008】図1において、耐熱エンドエフェクター9
の下表面温度が450℃の状態で、内部機構を40℃に
維持するためには、セラミック繊維バルク体の熱伝達率
を0.1(kcal / m・hr・℃)、耐熱エンドエフェク
ター9の内部側(内壁)の熱伝達を10(w/ m2 )と
した場合、セラミック繊維バルク体の所要厚さは約30
0mmとなる。これに、把持アーム10の長さ400mm、
耐熱エンドエフェクター9の内部機構200mm及び耐熱
エンドエフェクター9の上面耐熱部50mmを加算する
と、手首軸6から下の寸法は約1mとなる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】耐熱エンドエフェクタ
ー9の内壁を40℃まで降温するには、断熱材(セラミ
ック繊維バルク体)の厚さが300mmとなり、手首軸6
から下の寸法が約1mとなる。一般に産業用ロボット4
で作業を行なう場合、手首軸6から下の寸法は750mm
程度が限度である。従って、耐熱エンドエフェクター9
を産業用ロボット4に装着して熱間成形を行なうことは
非常に困難である。
【0010】また、厚さ300mmのセラミック繊維バル
ク体の重量は約45kgとなり、これにワーク(プレス上
型11)の重量60kg及び耐熱エンドエフェクター9の
機構部の重量50kgを加えると、産業用ロボット4が支
える総重量は150kg以上となる。一般に電気制御式産
業用ロボットの可搬総重量は100kg程度である。従っ
て、耐熱エンドエフェクター9を産業用ロボット4に装
着することは、重量の点でも非常に困難である。重量物
の作業に、油圧サーボ式の産業用ロボットが用いられる
こともあるが、700℃クラスの高温ワークを扱う環境
下では、油圧式の宿命である作動油のリークが発生する
と、火災につながる虞があり、チタン部品の熱間圧延に
は油圧サーボ式の産業用ロボットは使用できない。
【0011】上述したように、チタン部品の熱間成形に
産業用ロボット4を適用することは、寸法及び重量の両
面で実用的に困難となっていた。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の構成は、エンドエフェクター本体の外周に配
されるインナコンテナと、インナコンテナ内に冷却空気
を導入する噴射ノズルと、インナコンテナの外周に配さ
れる補助断熱材と、補助断熱材の外周に配されるアウタ
コンテナと、アウタコンテナの外周に配され遮熱板が多
層に積層された多層遮熱材と、アウタコンテナに取付け
られ遮熱板を所定間隔に保持して多層遮熱材をアウタコ
ンテナに固定すると共に遮熱板間に冷却空気を導入する
送気ポートが備えられた接続部材とからなることを特徴
とする。
【0013】
【作用】接続部材の送気ポートから多層の遮熱板間に冷
却空気を導入して多層遮熱材の強制冷却を行なうこと
で、多層遮熱材の最外表面温度の半分以下にアウタコン
テナ内は降温し、更に、補助断熱材と噴射ノズルからの
インナコンテナ内への冷却空気導入とにより、インナコ
ンテナ内の温度上昇を抑える。
【0014】
【実施例】図1には本発明の一実施例に係る耐熱エンド
エフェクターの断面、図2にはその平面を示してある。
図示の耐熱エンドエフェクターは図6における耐熱エン
ドエフェクター9に代えて用いられるものである。
【0015】図1に示すように、着脱器2次側8(図6
参照)にはサスペンション14が支持され、サスペンシ
ョン14にはエンドエフェクター本体15が取付けられ
ている。エンドエフェクター本体15の外周にはインナ
コンテナ16が配され、インナコンテナ16の内部を圧
縮空気によって強制冷却する噴射ノズル17がインナコ
ンテナ16に取付けられている。噴射ノズル17は図示
しない配管により着脱器2次側8から産業用ロボット4
(図6参照)側の圧縮空気源につながれている。噴射ノ
ズル17によってインナコンテナ16内に圧縮空気を導
入して強制冷却することで、インナコンテナ16の内部
は10(w/ m2 )程度の熱伝達率が得られるようにな
っている。
【0016】インナコンテナ16の外周には補助断熱材
18が配され、補助断熱材18の厚さは、従来技術にお
けるセラミック繊維バルク体の断熱材の約1/3 の厚さと
なっている。補助断熱材18の外周にはアウタコンテナ
19が配され、アウタコンテナ19の外周(側面、底
面)には多層遮熱材20が配されている。多層遮熱材2
0は接続部材としての分配器21により5箇所でアウタ
コンテナ19に固定されると共に、多層遮熱材20には
分配器21を通して冷却空気が導入される。アウタコン
テナ19の上面12は上部遮熱板22が設けられてい
る。
【0017】図3乃至図5に基づいて分配器21及び多
層遮熱材20の詳細を説明する。図3には図2中のIII-
III 線矢視、図4にはディッチリングの平面、図5には
図4中のV-V 線矢視を示してある。
【0018】図3に示すように、アウタコンテナ19に
は分配器21の本体23が固定され、本体23にはアウ
タコンテナ19の外周側に位置する固定部24が形成さ
れている。固定部24には4枚のディッチリング25と
多層に積層された遮熱板としての4枚のポリイミド樹脂
フィルム(樹脂フィルム)26が交互に配され、アウタ
コンテナ19の最外周側における固定部24にはワッシ
ャ27を介してナット28が取付けられている。4枚の
樹脂フィルム26はディッチリング25の厚み分の間隔
(約0.6mm)を保持してアウタコンテナ19の外周側
に固定されている。
【0019】樹脂フィルム26は、ゼロ強度温度800
℃、厚さ0.05mm、線膨脹係数2.0×10-5(cm/c
m/℃)、熱収縮率1.0%(400℃)のポリミイド樹
脂フィルムとなっている。
【0020】図4,図5に基づいてディッチリング25
を説明する。ディッチリング25は円盤状をなし、中心
には固定部24に挿入される穴29が設けられている。
穴29の径は固定部24よりも大きく設定されている。
ディッチリング25の盤面には溝30が8箇所に放射状
に形成されている。
【0021】図3に示すように、分配器21の固定部2
4には送気ポート31が設けられ、送気ポート31には
通気路32から冷却空気が送られる。通気路32にはコ
ネクタ33を介してホース34が連結され、ホース34
は着脱器2次側8(図1参照)まで配管され、着脱器2
次側8から産業用ロボット4(図6参照)側の空気供給
源につながれている。
【0022】送気ポート31から空気が送出されると、
ディッチリング25の穴29及び溝30を通して樹脂フ
ィルム26の間に空気が導入され、多層遮熱材20が強
制的に空冷される。
【0023】分配器21の送気ポート31から空気を送
出し、樹脂フィルム26の間に冷却空気を導入し、多層
遮熱材20の強制冷却を行なう。更に、噴射ノズル17
からインナコンテナ16内に圧縮空気を導入し、インナ
コンテナ16の内部を強制冷却する。
【0024】図6に示した熱間成形に本発明の耐熱エン
ドエフェクターを用いた場合、熱板3からの輻射伝熱及
び対流電熱により、多層遮熱材20の最外表面の下面が
約450℃に加熱される。多層遮熱材20の強制冷却に
より、アウタコンテナ19内の温度は約200℃まで降
温する。更に、補助断熱材18と、噴射ノズル17によ
るインナコンテナ16内の強制冷却により、インナコン
テナ16内の温度は約40℃に維持される。
【0025】従って、チタン部品の熱間成形に使用して
も、耐熱性は十分に確保される。また、強制冷却によっ
て多層遮熱材20及びインナコンテナ16内を冷却して
いるため、十分な耐熱性を確保するために、断熱材を大
型化する必要がない。
【0026】上述した耐熱エンドエフェクターは、断熱
材を大型化することなくチタン部品の熱間成形に耐え得
る耐熱性が確保できるので、産業用ロボット4に装着し
ても寸法及び重量の両面で制約を受けることがない。
【0027】
【発明の効果】本発明の耐熱エンドエフェクターは、エ
ンドエフェクター本体が配されるインナコンテナ内と、
アウタコンテナの外周に配される多層遮熱材とを強制冷
却によって冷却するため、断熱材を大型化することなく
十分な耐熱性が確保できる。この結果、産業用ロボット
への装着が制約を受けずに可能となり、高温加熱される
部品の熱間成形の無人化が実用的となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る耐熱エンドエフェクタ
ーの断面図。
【図2】本発明の一実施例に係る耐熱エンドエフェクタ
ーの平面図。
【図3】図2中のIII-III 線矢視図。
【図4】ディッチリングの平面図。
【図5】図4中のV-V 線矢視図。
【図6】産業用ロボットによるチタン部品の熱間成形の
状況説明図。
【符号の説明】
4 産業用ロボット 15 エンドエフェクター本体 16 インナコンテナ 17 噴射ノズル 18 補助断熱材 19 アウタコンテナ 20 多層遮熱材 21 分配器 25 ディッチリング 26 ポリイミド樹脂フィルム(樹脂フィルム) 31 送気ポート
フロントページの続き (72)発明者 原田 益雄 愛知県名古屋市港区大江町10番地 三菱重 工業株式会社名古屋航空宇宙システム製作 所内 (72)発明者 西川 好男 愛知県名古屋市港区大江町10番地 三菱重 工業株式会社名古屋航空宇宙システム製作 所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンドエフェクター本体の外周に配され
    るインナコンテナと、インナコンテナ内に冷却空気を導
    入する噴射ノズルと、インナコンテナの外周に配される
    補助断熱材と、補助断熱材の外周に配されるアウタコン
    テナと、アウタコンテナの外周に配され遮熱板が多層に
    積層された多層遮熱材と、アウタコンテナに取付けられ
    遮熱板を所定間隔に保持して多層遮熱材をアウタコンテ
    ナに固定すると共に遮熱板間に冷却空気を導入する送気
    ポートが備えられた接続部材とからなることを特徴とす
    る耐熱エンドエフェクター。
JP16740792A 1992-06-25 1992-06-25 耐熱エンドエフェクター Withdrawn JPH068176A (ja)

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JP16740792A JPH068176A (ja) 1992-06-25 1992-06-25 耐熱エンドエフェクター

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JP16740792A JPH068176A (ja) 1992-06-25 1992-06-25 耐熱エンドエフェクター

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JPH068176A true JPH068176A (ja) 1994-01-18

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ID=15849126

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JP16740792A Withdrawn JPH068176A (ja) 1992-06-25 1992-06-25 耐熱エンドエフェクター

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JP (1) JPH068176A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102175039A (zh) * 2011-01-12 2011-09-07 上海电力学院 燃煤电站锅炉高温炉膛结焦结渣机器人处置系统
CN109812571A (zh) * 2017-11-21 2019-05-28 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 一种基于变容积的润滑机构

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102175039A (zh) * 2011-01-12 2011-09-07 上海电力学院 燃煤电站锅炉高温炉膛结焦结渣机器人处置系统
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Effective date: 19990831