JPH07308883A - 鋳造用中子挿入機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 主型を損傷することなく主型内に中子を挿入
することができる鋳造用中子挿入機を提供する。 【構成】 連続的に搬送され、所定位置で停止される鋳
造用主型の挿入位置の上方に中子を搬送した後その主型
１７内に中子１３を挿入するための鋳造用中子挿入機に
おいて、ロボット本体１と、ロボット本体１に設けられ
中子受取り位置から挿入位置５０まで移動されると共に
挿入位置５０で鉛直下向きに降下される固定側基部１
０、中子１３を把持する把持部１４が設けられた可動側
基部１２及び可動側基部１２と固定側基部１０とを連結
する平行リンク１１からなり主型１７の位置ずれを吸収
すべく可動側基部１２を水平方向に移動させるためのコ
ンプライアンス機構１５とを備えたことを特徴としてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鋳造用の主型内に中子
を挿入する鋳造用中子挿入機に関する。

【０００２】

【従来の技術】複雑な形状のものや重量の大きいもの
は、機械加工や塑性加工等の技術では経済的につくるこ
とが不可能であるが、鋳造技術によれば経済的かつ容易
につくることができる。

【０００３】例えばエンジンのシリンダを大量生産する
場合、連続的に搬送されて所定位置で停止する主型内に
中子を挿入し、主型と中子との間の隙間に鉄の湯を流し
込み、自然冷却させることによって凝固させることが行
われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、中子を主方
内に挿入するのは作業者である。作業者が中子を主型の
上まで持ち運び、略垂直に下ろして挿入しているのであ
る。この中子は重く、主型は砂からなり脆いため壊れや
すく、中子の挿入時に主型に接触して損傷してしまうこ
とがあるため中子挿入作業が面倒である。

【０００５】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、主型を損傷することなく主型内に中子を挿入するこ
とができる鋳造用中子挿入機を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、連続的に搬送され、所定位置で停止される
鋳造用主型の挿入位置の上方に中子を搬送した後その主
型内に中子を挿入するための鋳造用中子挿入機におい
て、ロボット本体と、ロボット本体に設けられ中子受取
り位置から挿入位置まで移動されると共に挿入位置で鉛
直下向きに降下される固定側基部、中子を把持する把持
部が設けられた可動側基部及び可動側基部と固定側基部
とを連結する平行リンクからなり主型の位置ずれを吸収
すべく可動側基部を水平方向に移動させるためのコンプ
ライアンス機構とを備えたものである。

【０００７】また本発明は、連続的に搬送され、所定位
置で停止される鋳造用主型の挿入位置の上方に中子を搬
送した後その主型内に中子を挿入するための鋳造用中子
挿入機において、ロボット本体と、ロボット本体に設け
られ中子受取り位置から挿入位置まで移動されると共に
挿入位置で鉛直下向きに降下される固定側基部、中子を
把持する把持部が設けられた可動側基部及び可動側基部
と固定側基部とを連結すると共に収縮自在な収縮機構を
有する平行リンクからなり主型の位置ずれを吸収すべく
可動側基部を水平、垂直に移動させるためのコンプライ
アンス機構とを備えたものである。

【０００８】本発明の鋳造用中子挿入機は固定側基部と
可動側基部との間に、可動側基部を固定側基部にロック
するロック機構を設けてもよい。

【０００９】本発明の鋳造用中子挿入機は固定側基部
に、可動側基部との間の変位を検出する検出器を設けて
もよい。

【００１０】

【作用】上記構成によれば、ロボットが中子を主型の挿
入位置の上まで移動しその位置から降下させる際に主型
が位置ずれしていると、中子が主型の開口部の内壁に接
触するが、中子を把持する把持部に設けられた可動側基
部が水平方向に移動するので、中子が主型の内壁に沿っ
て降下し、主型を削ることなく挿入される。

【００１１】また、挿入後期には主型底面の姿勢と把持
された中子の姿勢とのずれが、平行リンクの収縮によっ
て吸収され、中子や主型に過大な力がかからずに中子が
挿入される。

【００１２】さらに、固定側基部と可動側基部との間
に、可動側基部を固定側基部にロックするロック機構を
設ける場合には、ロボットが中子を移動する際にロック
機構を作動させることにより中子の横揺れがなくなり、
挿入時に主型に衝突するのが防止される。

【００１３】さらにまた、固定側基部に、可動側基部と
の間の変位を検出する検出器を設ける場合には、主型の
位置のばらつきを把握することにより挿入するときの中
子の位置ずれを最小限に抑えることができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て詳述する。

【００１５】図１は本発明の鋳造用中子挿入機の一実施
例の概念図である。

【００１６】同図において、１はロボット本体であり、
ベース２に設けられた回転機構３と、回転機構３に接続
された複数の旋回機構４，５，６及び腕７，８，９とで
構成されている。ロボット本体１の腕９の先端部には固
定側基部１０が取り付けられており、固定側基部１０の
下側には平行リンク１１を介して可動側基部１２が取り
付けられている。さらに可動側基部１２の下側には中子
１３を把持するための把持部１４が設けられている。固
定側基部１０、可動側基部１２及び平行リンク１１でコ
ンプライアンス機構１５を形成している。

【００１７】他方、１６はコンベアからなる搬送機構で
あり、その上には複数の主型１７が略一定の間隔で配置
されている。コンベア１６は主型１７が所定位置で停止
するように間欠的に作動するようになっている。ロボッ
ト本体１は中子受取り位置に配置された中子１３を把持
した後、中子１３を主型１７の上まで移動し、鉛直下方
向に降下させるようになっている。１８はビデオカメラ
であり、ロボット本体１が中子１３、主型１７及び把持
部１４の位置や状態を確認するためのものである。

【００１８】図２は図１に示した鋳造用中子挿入機のコ
ンプライアンス機構周辺の拡大図である。

【００１９】１０はロボット本体１の腕９の下端にボル
ト１９で取り付けられた固定側基部としてのプレートで
あり、プレート１０にはボールジョイント２０を保持す
る保持部材２１がボルト２２で取り付けられている。ボ
ールジョイント２０は保持部材２１の上部にボルト２３
で取り付けられている。ボールジョイント２０は平行リ
ンク１１の上端に接続されており、平行リンク１１の下
端はボールジョイント２４がボルト２５を介して保持部
材２６に取り付けられている。

【００２０】保持部材２６は可動側基部としてのプレー
ト１２にボルト２７を介して取り付けられている。プレ
ート１２は中央部に孔が形成されている。孔の周辺部に
はベアリング２８が配置されており、その内側には略円
板状のプレート２９が回転可能、かつ、落下しないよう
に設けられている。プレート２９の下側にはプレート３
０が図示しないボルトで取り付けられており、さらにプ
レート３０の下側には把持部１４が図示しないボルトで
取り付けられている。

【００２１】コンプライアンス機構は、図３（ａ）に示
すように２枚のプレート（固定側基部、可動側基部）１
０，１２と、両プレート１０，１２の４つの頂点にそれ
ぞれ設けられたボールジョイント２０と、上下各ボール
ジョイントに取り付けられた４本の平行リンクとで構成
されている（４リンク式）。このようなコンプライアン
ス機構はＸＹ方向及びθ方向に自由度を有している。な
お、図３（ｂ）に示すように２枚の３角形状のプレート
３１，３２の各頂点に配置されたボールジョイント３
３，３４と、３本の平行リンク３５とを有する３リンク
式でも同様にＸ、Ｙ及びθ方向の自由度を得ることがで
きる。同図においてプレート３１は固定側基部１０に対
応し、プレート３２は可動側基部１２に対応している。
尚、図３（ａ）、（ｂ）は図１に示したコンプライアン
ス機構を説明するための説明図である。

【００２２】図２に戻ってプレート１０，３０にはロッ
ク機構としてのテーパ押し付け機構４０が設けられてい
る。テーパ押し付け機構４０は、プレート１０に設けら
れたソレノイドコイル部４１と、ソレノイドコイル部
（または空気圧シリンダ）４１内を上下方向に移動可能
なプランジャ（図示せず）の下端に取り付けられたテー
パ状の凸部４２と、プレート３０に設けられた円錘状の
穴４３が形成された凹部４４とからなり、ソレノイドコ
イル部４１が通電されると磁化されてプランジャが下方
向に移動して凸部４２と凹部４４とが嵌合することによ
りプレート３０がプレート１０にロックされるようにな
っている。

【００２３】次に実施例の作用を述べる。

【００２４】ロボット本体１が中子１３を、中子受取り
位置から主型１７ａが停止した挿入位置５０まで移動さ
せ、挿入位置５０で鉛直下向きに降下させて主型１７ａ
内に中子１３を挿入する。ところが、主型１７はコンベ
ア１６上に必ずしも正確な間隔で配置されておらず多少
の位置ずれがある。しかし、中子１３を主型１７に挿入
する際に主型１７ａが位置ずれしていると、中子１３が
主型１７ａの内壁１７ａａに接触するが、コンプライア
ンス機構１５によりプレート１２が水平方向に移動ある
いは回転するので、中子１３が主型１７ａの内壁１７ａ
ａに沿って降下し、主型１７ａを削ることなく挿入され
る。すなわちコンプライアンス機構１５が主型１７ａの
位置ずれを吸収するようになっている。

【００２５】主型１７ａ内に挿入された中子１３を上か
ら見ると図４に示されるようになる。図４は図１に示し
た主型に中子が挿入された状態の平面図である。主型１
７ａと中子１３との間の隙間（斜線部）５１に金属の湯
が注入され、自然冷却した後鋳物を取り出すことにより
鋳造が終了する。

【００２６】以上において本実施例によれば、ロボット
本体１と、ロボット本体１に設けられ中子受取り位置か
ら挿入位置５０まで移動されると共に挿入位置５０で鉛
直下向きに降下されるプレート１０、中子１３を把持す
る把持部１４が設けられたプレート１２及びプレート１
０とプレート１２とを連結する平行リンク１１からなり
主型１７ａの位置ずれを吸収すべくプレート１２を水平
方向に移動させるためのコンプライアンス機構１５とを
備えたので、主型１７を損傷することなく主型１７内に
中子１３を挿入することができる鋳造用中子挿入機を実
現することができる。

【００２７】図５は本発明の他の実施例の概念図であ
る。

【００２８】鋳造用中子挿入機は同図に示すようにプレ
ート１０に、プレート１２との間の変位を検出する検出
器としてのポテンショメータ６０を設け、得られた抵抗
値をＡ／Ｄボード６１でＡ／Ｄ変換し、マイクロコンピ
ュータ６２で主型１７ａの位置ずれを求めて統計処理を
行い、主型１７ａの位置ずれに対応して中子１３を移動
するようにしてもよい。

【００２９】図６は本発明のさらに他の実施例のコンプ
ライアンス機構部の拡大断面図である。

【００３０】図２に示した実施例との相違点は、コンプ
ライアンス機構１５０の平行リンク１１０が収縮自在な
収縮機構を有する点である。このような収縮機構を有す
るため、可動側基部が水平、垂直に移動し、自由度数が
６自由度になる。

【００３１】同図に示すように平行リンク１１０にはボ
ールジョイント２０がアダプタ１１ｂにナット１１ａで
固定され、アダプタ１１ｂがガイド１１ｃに締結されて
いる。またボールジョイント２４はガイド１１ｃに嵌合
する摺動可能なシャフト１１ｄにナット１１ｅで締結さ
れている。尚、ガイド１１ｃの内部には収縮に適当な固
さを持たせるためのスプリング１１ｆを配置してもよ
い。

【００３２】このようなコンプライアンス機構１５０を
用いた鋳造用中子挿入機で中子挿入を行う際、挿入前期
は図２に示したコンプライアンス機構１５の動作と同様
に中子１３を主型１７に挿入する際に主型１７が位置ず
れしていると、中子１３が主型１７ａの内壁１７ａａに
接触するが、コンプライアンス機構１５０によりプレー
ト１２が水平方向に移動あるいは回転するので、中子１
３が主型１７ａの内壁１７ａａに沿って降下し、主型１
７ａを削ることなく挿入される。

【００３３】挿入後期には主型１７の底面の姿勢と把持
された中子１３の姿勢とのずれがを平行リンク１１０の
収縮によって吸収されるので、中子１３や主型１７ａに
過大な力がかからずに中子１３を主型１７ａ内に挿入す
ることができる。

【００３４】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。

【００３５】コンプライアンス機構により中子が主型内
を平行移動あるいは回転するので、挿入前期において主
型を損傷することなく主型内に中子を挿入することがで
きる鋳造用中子挿入機を実現することができる。また、
挿入後期において主型底面の姿勢と把持された中子の姿
勢とのずれを平行リンクの収縮によって吸収されるの
で、中子や主型に過大な力がかからず中子を挿入するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の鋳造用中子挿入機の一実施例の概念図
である。

【図２】図１に示した鋳造用中子挿入機のコンプライア
ンス機構周辺の拡大図である。

【図３】図１に示したコンプライアンス機構を説明する
ための説明図である。

【図４】図１に示した主型に中子が挿入された状態の平
面図である。

【図５】本発明の他の実施例の概念図である。

【図６】本発明のさらに他の実施例のコンプライアンス
機構部の拡大断面図である。

【符号の説明】

１ ロボット本体 １０ 固定側基部（プレート） １１，１１０ 平行リンク １１ａ，１１ｅ ナット １１ｂ アダプタ １１ｃ ガイド １１ｄ シャフト １１ｆ スプリング １２ 可動側基部（プレート） １３ 中 子 １４ 把持部 １５ コンプライアンス機構 ４０ ロック機構（テーパ押し付け機構） ５０ 挿入位置 ６０ 変位検出器（ポテンショメータ）

フロントページの続き (72)発明者 村上 弘記 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社東二テクニカルセンタ ー内 (72)発明者 武藤 満 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社東二テクニカルセンタ ー内 (72)発明者 谷津 健司 愛知県知多市北浜町11番１号 石川島播磨 重工業株式会社愛知工場内 (72)発明者 北山 仁志 愛知県知多市北浜町11番１号 石川島播磨 重工業株式会社愛知工場内 (72)発明者 和田 均 長野県松本市石芝１丁目１番１号 石川島 芝浦機械株式会社松本工場内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続的に搬送され、所定位置で停止され
   る鋳造用主型の挿入位置の上方に中子を搬送した後その
   主型内に中子を挿入するための鋳造用中子挿入機におい
   て、ロボット本体と、該ロボット本体に設けられ中子受
   取り位置から上記挿入位置まで移動されると共に挿入位
   置で鉛直下向きに降下される固定側基部、上記中子を把
   持する把持部が設けられた可動側基部及び該可動側基部
   と上記固定側基部とを連結する平行リンクからなり主型
   の位置ずれを吸収すべく上記可動側基部を水平方向に移
   動させるためのコンプライアンス機構とを備えたことを
   特徴とする鋳造用中子挿入機。
2. 【請求項２】 連続的に搬送され、所定位置で停止され
   る鋳造用主型の挿入位置の上方に中子を搬送した後その
   主型内に中子を挿入するための鋳造用中子挿入機におい
   て、ロボット本体と、該ロボット本体に設けられ中子受
   取り位置から上記挿入位置まで移動されると共に挿入位
   置で鉛直下向きに降下される固定側基部、上記中子を把
   持する把持部が設けられた可動側基部及び該可動側基部
   と上記固定側基部とを連結すると共に収縮自在な収縮機
   構を有する平行リンクからなり主型の位置ずれを吸収す
   べく上記可動側基部を水平、垂直に移動させるためのコ
   ンプライアンス機構とを備えたことを特徴とする鋳造用
   中子挿入機。
3. 【請求項３】 上記固定側基部と上記可動側基部との間
   に、可動側基部を固定側基部にロックするロック機構を
   設けた請求項１又は２記載の鋳造用中子挿入機。
4. 【請求項４】 上記固定側基部に、上記可動側基部との
   間の変位を検出する検出器を設けた請求項１から３のい
   ずれか一項記載の鋳造用中子挿入機。