JPH0760397A - ワックスツリーコーティング装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 鋳造部品をロストワックスで製造する場合の
ワックスツリーの製作後から脱ロウ直前のコーティング
工程を自動化、無人化できる製造装置と方法を提供す
る。 【構成】 ワックスツリーをハンドリングするハンドリ
ング装置と、ハンドリング装置を挟んで配置されたスラ
リー液浸漬槽と、サンディング用流動床タンクと、ツリ
ーを所定の乾燥時間以上懸架、搬送するコンベアとから
構成され、ハンドリング装置はコンベアに懸架、搬送さ
れるツリーを所定の受け渡し位置でハンドリング装置の
クランプユニットにより把持し、スラリー液浸漬槽およ
びサンディング用流動床タンクに移動させ、ツリーをス
ラリー液および砂をコーテイングさせて、コーティング
後のツリーを再びコンベアに戻し、これら一連の動作は
コントーラにより自動制御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ロストワックスによ
り製造される鋳造部品を作るためのロストワックス鋳型
の製造装置、製造方法および、この製造方法により作ら
れた鋳造部品に係わり、特にロストワックス鋳型製作の
各工程を無人、自動で連続して行うことのできるロスト
ワックス鋳型製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】機械加工箇所の多い、または複雑な形状
の金属部品等はダイキャストやロストワックスによる鋳
造に変えることにより、大幅なコストダウンを図ること
がことができる。ダイキャストの金属材料は、アルミニ
ュウム、またはその合金に限定されるのに対し、ロスト
ワックスは鉄、銅等の材料にも適用でき、種々な金属部
品に適用可能である。

【０００３】周知のことであるが、ロストワックスによ
る金属部品の製作工程は、図１４（ａ）に示すように、
ワックスでできた製品(部品)模型と湯口棒を接着した図
１５に示すようなワックスツリーを作る。次に、このワ
ックスツリーをスラリー液の入ったスラリー浸漬槽に入
れ、ワックスツリーに気泡が付かないように均一にスラ
リー液を付け、液切りをした後、砂コーティング用のサ
ンディング用流動床タンク内で砂を付着させて、乾燥す
る。これらの工程を繰り返し、砂を何層にも重ね、注湯
圧力に耐える厚さにする。ワックス材のみで作られたワ
ックスツリーおよびこのワックスツリーに砂をコーティ
ングしたものを総称して、以下ワックスツリー（または
ツリー）と呼ぶことにする。次に、サンディングの終了
したワックスツリーを加熱して、ワックスを溶融、流出
させ（脱ワックス）、残った砂型を焼成する。この後、
金属の溶湯を砂型の湯口を通して注湯、冷却し、砂型を
壊して、所望の金属部品を切り離し、製品または製品の
部品として使用する。このように砂コーティングは幾層
も重ねられるが、第１層は部品の鋳肌に関係するため、
細かな粒度の砂が使用される。第１層コーティングでワ
ックスツリーとスラリー液の間に気泡が付着すると鋳肌
が悪くなるので、作業者がこれをチェックし、気泡があ
る場合はヘラ等で修復している。第３層〜第６層コーテ
ィングも砂の荒さが異なるが第１層コーティングと同じ
工程手順で図１４（ｂ）に示す。第２層コーティング工
程は図１４（ｃ）に示すように、第１層および第３層〜
第６層コーティング工程と異なって、スラリー液に浸漬
する前に、第１層の砂とスラリー液の間に気泡の発生を
防止するため、プレディップを行う。。また、第７層コ
ーティング工程は図１４（ｄ）に示すように、スラリー
液への浸漬と液切りのみであるが、これは第６層の砂の
ワックスツリーへの付着をより確実にするためのもので
ある。

【０００４】ロストワックス鋳型の製造工程としては、
上記のようであるが、中規模以下の生産量では人手によ
るコーティングがほとんどであり、部分的に機械化され
た方法が採用される場合でも、人手による作業の補助的
なものであった。

【０００５】図１６は、特開昭５５−８６６５７号公報
で提案された自動コーティング装置の平面図で、１０１
はワックスツリー、１０２はワックスツリーカートで、
ワックスツリー１はこのカートで運搬される。１０３は
ワックスツリー取り出し装置、１０４はスラリー浸漬装
置、１０５は過剰スラリー振りきり装置、１０６はサン
ディング装置、１０８はワックスツリー搬出装置で、こ
れらの装置はワックスツリー送り装置１０９を中心に各
装置が円周上に等角度間隔になるように配置されてい
る。スラリー予備タンク１１０、サンド予備タンク１１
１はそれぞれスラリー浸漬装置１０４、サンディング装
置１０６の背後に置かれている。また、ワックスツリー
カート１０２は回転テーブル１１２の上にセットされ
る。１１３は、これらの全てを一連のシステムとして取
り扱う全機能を制御する操作盤である。

【０００６】図１７（ａ）は、ワックスツリー送り装置
１０９の部分平面図、図１７（ｂ）は、部分正面図であ
り、１０９ａは油圧シリンダーで、垂直主軸１０９ｂを
上昇、下降させる。主軸１０９ｂの上部には６０゜ピッ
チではり１０９ｆが主軸に対して直角方向に伸び、かつ
同一直角平面に６本張り出している。はり１０９ｆは、
回転シリンダ１０９ｄにより６０゜旋回する。はり１０
９ｆの先端には油圧シリンダ１０９ｇの作動により腕座
１０９ｈがスライドシャフト１０９ｉに沿ってはりの長
手方向に可動でき、腕座１０９ｈには腕１０９ｊが取り
付けてある。この腕１０９ｊは主軸１０９ｂの下降によ
って下降した後、内側に引っ込み、この際にワックスツ
リー１０１は各装置に装着される。再び主軸１０９ｂは
上昇し、戻り６０゜旋回をおこない、下降の後、腕１０
９ｊは外側に押し出され、元の基本位置に戻る。 スラ
リー浸漬装置１０４とスラリー振りきり装置１０５間、
過剰スラリー振りきり装置１０５とサンディング装置１
０６間においては、腕座１０９ｈに取り付けたモータ
（図示せず）で、ワックスツリーを回転させて、余分な
スラリーの除去とスラリーの偏在の防止、余分な砂の散
乱防止をしている。また、各装置のいずれかでの処理作
業が早く終る場合には、ワックスツリーを取り出せる状
態にして、処理が遅い他の装置の作業完了を待つことに
なるが、例えばスラリー浸漬装置では、図１８に示すよ
うに、ワックスツリーをスラリー液から持ち上げた待機
状態で、スラリーの偏在がおこらないようにワックスツ
リーをモータ１０４ｅで回転させる。以上述べたごと
く、本自動コーティング装置を採用すれば、コーティン
グ作業が一人の作業者によっておこなうことが出来、し
かも材料の調整、補給を稼動前に完了しておけば、作業
者は監視のみの作業で良く、また単調でかつ悪環境のも
とでの重労働から開放され、安全でかつ生産能率の大幅
な向上がはかれる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来のロストワックス
鋳型製造装置は上記のように構成されているので、ワッ
クスツリーの保管をおこなうカートの形状、方式により
連続して自動運転できる数量、時間が限定され、スラリ
ー液、砂等の材料補給時には、装置全体を停止させる必
要がある。また、各装置は円周上に等間隔で配置する必
要があり、装置全体の作業時間は一番長いものに合わせ
る必要がある。更に、ロストワックス鋳型製造では各層
形成後の乾燥時間の管理も品質を保持する上で重要な要
素であるが、この装置ではこの点については、なにも言
及されていない。更に、本装置はワックスツリーの破損
等の異常状態に対し、どう対処するか記述されておら
ず、無人運転はできず、必ず作業者の監視が必要であ
る。

【０００８】本発明は上記のような問題点を解決するた
めになされたもので、ワックスツリーの製作以降、脱ワ
ックス直前までの、ロストワックス鋳型製作における一
連の作業を全て自動で行うと共に、起動後は無人運転が
出来るように、ロストワックス鋳型の品質を保持するた
めの種々の作業条件および異常事態に対処するシステム
と一連の作業を無人で行うための制御システムを保有
し、多品種のロストワックス鋳型を連続して製造できる
ロストワックス鋳型製造装置、方法およびこの方法を使
用した製品（部品）製造方法を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係わるワッ
クスツリーコーティング装置は、ワックスツリーをハン
ドリングするハンドリング装置と、上記ハンドリング装
置を挟んで配置された少なくとも２以上のスラリー液浸
漬槽と、上記ハンドリング装置を挟んで配置された少な
くとも２以上のサンディング用流動床タンクと、上記ワ
ックスツリーを所定の乾燥時間以上懸架、搬送するの少
なくとも２以上のコンベアとから構成され、上記ハンド
リング装置は上記コンベアに懸架、搬送される上記ワッ
クスツリーを所定の受け渡し位置で上記ハンドリング装
置のクランプユニットにより把持し、上記スラリー液浸
漬槽および上記サンディング用流動床タンクに移動さ
せ、上記ワックスツリーをスラリー液および砂をコーテ
イングさせて、コーティング後のワックスツリーを再び
上記ハンガーコンベアに戻す動作をする。

【００１０】第２の発明に係わるワックスツリーコーテ
ィング方法は、ワックスツリーをハンドリングするハン
ドリング装置と、上記ハンドリング装置を挟んで配置さ
れた少なくとも２以上のスラリー液浸漬槽と、上記ハン
ドリング装置を挟んで配置された少なくとも２以上のサ
ンディング用流動床タンクと、上記ワックスツリーを所
定の乾燥時間以上懸架、搬送する少なくとも２以上のコ
ンベアとから構成され、上記ハンドリング装置により上
記コンベアに懸架、搬送される上記ワックスツリーを上
記コンベアから取り出すステップと、上記ハンドリング
装置により上記コンベアから取り出された上記ワックス
ツリーを、上記ハンドリング装置により上記スラリー液
浸漬槽に搬送、浸漬するステップと、上記浸漬後のワッ
クスツリーを、上記ハンドリング装置により上記サンデ
ィング用流動床タンクに搬送し、砂をコーテイングする
ステップと、上記砂コーティング後のワックスツリー
を、上記ハンドリング装置により上記コンベアへ戻すス
テップと、上記ステップを複数回繰り返すステップから
なる。

【００１１】第３の発明に係わるワックスツリーコーテ
ィング方法は、第２の発明のワックスツリーコーティン
グ方法に、砂コーティング後の上記ワックスツリーの破
損の有無を検出するステッブと、上記ワックスツリーの
破損が検出された場合、その破損検出信号により上記ス
ラリー液浸漬槽および上記サンディング用流動床タンク
の落下物排除ユニットを起動し、落下物を排除するステ
ップを追加したものである。

【００１２】第４の発明に係わるワックスツリーコーテ
ィング方法は、第２の発明のワックスツリーコーティン
グ方法に、上記ハンドリング装置により上記ワックスツ
リーを上記スラリー液浸漬槽に浸漬する時、検出された
スラリー液の液面高さに応じて、上記ハンドリング装置
の下降量を調整するステップを追加したものである。

【００１３】第５の発明に係わるワックスツリーコーテ
ィング装置は、ワックスツリーをハンドリングする５軸
円筒座標型ロボットと、上記ロボットを挟んで配置され
た少なくとも２以上のスラリー液浸漬槽と、上記ロボッ
トを挟んで配置された少なくとも２以上のサンディング
用流動床タンクと、上記ワックスツリーを所定の乾燥時
間以上懸架、搬送するの少なくとも２以上のロータリー
式コンベアと、上記ワックスツリーの破損を検出する破
損検出ユニットと、上記破損検出ユニットからの破損情
報およびワックスツリーの品種を読み書きする品種識別
ユニットと、上記スラリー液浸漬槽およびサンディング
用流動床タンクに設置した液面および砂の上面高さを検
出する高さ検出ユニットおよび落下物排除ユニットと、
上記ロボット、コンベアおよび各ユニットを統括制御す
る制御部を設けたものである。

【００１４】

【作用】第１の発明の少なくとも２以上のコンベアは一
方のコンベアでコーティング後のワックスツリーを乾燥
をする間、他方のコンベアのワックスツリーのコーティ
ング作業を継続させる。

【００１５】第２の発明のハンドリング装置はワックス
ツリーをコンベアからスラリー液浸漬槽への搬送と浸
漬、上記スラリー液浸漬槽からサンディング流動床タン
クへの搬送とサンディング、上記サンディング流動床タ
ンクから上記コンベアへの搬送戻しを行う。

【００１６】第３の発明のワックスツリー破損検出ステ
ップはスラリー液浸漬槽およびサンディング流動床タン
クの破損物を排除して、連続運転を続ける。

【００１７】第４の発明の高さ検出ステップにより、液
および砂の高さ低下にともなうワックスツリーの浸漬深
さを自動制御する。

【００１８】第５の発明のロータリー式ハンガーコンベ
アは一周する時間を所定の乾燥時間に設定することによ
り連続作業ができ、液面および砂の上面高さ検出により
ワックスツリーの浸漬深さが制御でき、ワックスツリー
の状態変化検出により、破損物をすぐに排除して自動運
転の継続ができる。

【００１９】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の一実施例を図に従って説明
する。図１は本発明の一実施例を示すロストワックス鋳
型製造装置の平面配置を示す平面図である。図におい
て、１１はコーティング前またはコーティング後のワッ
クスツリーを吊るし、所定の乾燥時間で一周するロータ
リー式の一対のハンガーコンベア、１２は各作業ユニッ
トの作業位置へワックスツリーを搬送するとともに、各
作業対応の動作や姿勢の保持を行うハンドリング装置
（図では５軸円筒座標型ロボット）、１３はワックスツ
リーの脱脂洗浄を行う脱脂槽、１４は第２層コーティン
グ時に用いるプレディップ用のプレディップ槽、１５は
第１層コーティング用のスラリー浸漬槽、１６は第１層
用サンディング用の流動床タンク、１７は第２層〜第７
層コーティング用のスラリー浸漬槽、１８は第２層〜第
７層のサンディング用の流動床タンク、１９はシステム
全体を統括制御するコントローラ、２０は作業条件等の
設定や装置を手動操作する操作盤、２１はワックスツリ
ーの破損を検出する破損検出ユニット、２５、２６はハ
ンガーコンベア１１のそれぞれの操作盤である。

【００２０】図２（ａ）はハンガーコンベア１１の一部
詳細を示す一部平面図で、図２（ｂ）は一部正面断面図
である。１１ａはワックスツリー１を吊るすハンガー爪
で所定の間隔で多数設置されている。１１ｂはハンガー
爪１１ａを駆動する駆動軸で、駆動用のモータ１１ｃに
より駆動される。駆動軸１１ｂにはドッグ１１ｄが取り
付けられており、リミットスイッチ１１ｅを作動させる
ことによりハンガー爪１１ａをハンドリング装置１２と
のワックスツリー１の受け渡し位置で停止させる。

【００２１】図３はハンドリング装置１２の正面断面図
で、１２ａはハンドリング装置を支える支柱、１２ｂは
支柱１２ａを図１の平面上を旋回させる旋回用モータ、
１２ｃは支柱１２ａに沿ってアーム１２ｄを上下させる
スライダー、１２ｅはスライダー１２ｃをスライダー駆
動チェーン１２ｆにより上下させるモータ、１２ｇはア
ーム１２ｄを図３の左右方向に伸縮させるシリンダー、
１２ｈはアーム１２ｄをアーム転回軸１２ｉを中心に転
回させるモータ、１２ｊはワックスツリー１を把持する
ためのクランプユニット、１２ｋはクランプ用のシリン
ダー、１２ｍはクランプユニット１２ｊを回転させるモ
ータでタイミングベルト１２ｎで連結され、図３に示す
矢印方向に回転する。

【００２２】図４はスラリー浸漬槽１５、１７またはサ
ンディング用流動床タンク１６、１８の液面または砂の
上面高さを検出する検出ユニット２２およびワックスツ
リーの欠落した部品を排除する落下物排除ユニット２３
を示す正面断面図で、１５ａはスラリー液または砂の上
面、１５ｂは液面または砂の上面高さの検出センサであ
る。検出センサ１５ｂにより検出された液面または砂の
上面高さをコントローラ１９に送ることにより、ハンド
リング装置１２のスラリー浸漬槽１５、１７またはサン
ディング用流動床タンク１６、１８への浸漬深さが自動
調整できる。また、１５ｃはスラリー槽内またはサンデ
ィング用流動床タンク内に設置された金網材料で製作さ
れたカゴ形のケース、１５ｄはケース１５ｃを上下する
アクチュエータで、スラリー浸漬槽またはサンディング
用流動床タンク内に落下したワックス部品を排除するも
のである。

【００２３】図５はワックスツリー１の破損を検出する
破損検出ユニット２１を示す一部正面断面図で、５１は
ワックスツリー１を受けるツリー受け金、５２はツリー
受け金５１に加わる重量を計量計５３に伝達する伝達
軸、５４は伝達軸５２を滑動自在に保持する軸受、５５
は破損検出ユニットを保持するフレーム、５６はワック
スツリー１が取り除かれた時に伝達軸５２を復帰させる
バネである。計量計５３で計量した重量が所定の重量以
下であれば、ワックスツリー１の一部が欠落、破損した
と判定できる。

【００２４】図６はワックスツリーの品種を識別するた
めの識別ユニット２４を示す一部正面断面図で、６１は
ハンガー爪１１ａに装着されたＩＤタグ、６２はＩＤタ
グの内容を読み取ったり、書き込んだりするアンテナユ
ニットで、アンテナユニット６２で読み取った内容をコ
ントローラ１９に送ることによりワックスツリー１個毎
に異なる作業、工程を行うことができる。また、破損検
出ユニット２１でワックスツリー１の破損があった場
合、その情報をＩＤタグ６１に書き込んでおく。

【００２５】以上が本発明の装置構成の説明であるが、
次にこれらの装置を統括制御する方法について説明す
る。図７は本発明の一実施例を示すシステムハードウェ
ア構成のブロック図で、上記で説明した各装置、各ユニ
ットの制御系統を示すもので、コントローラ１９はＣＰ
Ｕ１９ａ、メモリー１９ｂおよびＩ／Ｏインターフェイ
ス１９ｃから構成され、メモリー１９ｂのメモリーマッ
プの概要は図８に示す。

【００２６】図８において、図８（ａ）はプログラムが
メモリーに格納されているメモリー構成を示す。８１は
共通処理プログラムで、本装置の運転準備、起動、停
止、自動運転か手動運転かの運転モードの設定、各ユニ
ット間のインターロック、各プログラム間のインターフ
ェース等を行う。８２はＩＤタグとの交信をするプログ
ラムで、ワックスツリーの破損の有無と、どの品種のコ
ーティング処理をすればよいのかをハンガーコンベアに
取り付けられたアンテナユニット６１と交信する。８３
はシステムモニタプログラムで、本装置の稼動状況、作
業進捗、製品の良否表示等を一括モニタし、作業者に対
するマンマシンインターフェースの役割を果たす。８４
はハンドリング装置動作パターンプログラムで、その内
容は図８（ｂ）に示すように、脱脂工程８４ａ、第１層
コーティング８４ｂ、第２層コーティング８４ｃ、第３
層コーティング８４ｄ、第４層〜第６層コーティング８
４ｅ、第７層コーティング８４ｆのプログラムで、その
中味を図８（ｃ）に示すように、例えば第２層コーティ
ングではプレディップ動作パターン８４ｃ−１、スラリ
ー浸漬動作パターン８４ｃ−２、サンディング浸漬動作
パターン８４ｃ−３に分けて動作パターンがプログラム
されている。プレディップ動作パターン８４ｃ−１とし
て、ハンガーコンベア１１からワックスツリー１を把持
し、プレディップ槽１４まで行き、プレディップ槽に浸
漬させる各動作位置、順序、ツリー保持姿勢、浸漬時
間、液切り時間およびワックスツリー保持姿勢等の動作
パターンがプログラムされ、スラリー浸漬動作パターン
８４ｃ−２としてプレディップ完了後スラリー液への浸
漬に関する動作位置、順序、浸漬時間、浸漬速度、液切
り時間、液切り姿勢、ワックスツリー回転時間および回
転速度等がプログラムされ、サンディング浸漬動作パタ
ーン８４ｃ−３としてスラリー浸漬動作パターン８４ｃ
−２とほぼ同じ項目がプログラムされている。８５は工
程進捗管理プログラムで、ハンガーコンベアにセットさ
れたワックスツリーが脱脂工程から第７層コーティング
工程までの各工程の作業指示と、各工程の作業状況と実
施数量等をシステムモニタプログラムと連携して行い、
全ワックスツリーが第ｎ層コーティング工程を完了する
と、８６の工程間乾燥時間プログラムに従い、第ｎ層乾
燥工程に入り、所定の乾燥時間経過後、第ｎ＋１層コー
ティング工程を開始する。

【００２７】図９は上記実施例の動作を示すフローチャ
ートで、ハンドリング装置１２とのワックスツリーの受
け渡し位置でコンベアを停止し、コントローラ１９はＩ
Ｄタグ交信プログラムを起動し、アンテナユニット６２
にＩＤタグに書き込まれた内容を読み、ワックスツリー
が破損しているかどうかの情報の有無を調べ（ステップ
９ａ）、破損しておればスデップ９ｕに移りコンベアを
移動させ、次のワックスツリーの破損チェックをする。
ワックスツリーの破損がなければ、ハンドリング装置１
２はコントローラ１９の指示によりハンガーコンベア１
１のワックスツリー１受け渡し位置に行き、ハンガーコ
ンベアのハンガー爪１１ａに吊られたワックスツリー１
を把持し、ハンガーコンベアより取り外す（ステップ９
ｂ）。次に、ワックスツリー１を破損検出ユニット２１
のツリー受け金５１にワックスツリー１をセットして、
チャッキング（把持）を解除し（ステップ９ｃ）、ワッ
クスツリー１の重量を計量し、そのデータをコントロー
ラ１９に送信する（ステップ９ｄ）。次に、ワックスツ
リー１をハンドリング装置１２で再びチャッキングして
破損検出ユニット２１から取り出し（ステップ９ｅ）、
コーティング工程に入る（ステップ９ｆ）。コーティン
グ工程９ｆは図１０（ａ）に示す工程、すなわち脱脂
（ステップ９ｆ−１）と第１層〜第７層コーティング工
程（ステップ９ｆ−２〜９ｆ−６）からなり、第１層お
よび第３〜６層コーティング工程は図１０（ｂ）に示す
ように、スラリー液にワックスツリーを浸漬し（ステッ
プ９ｆi−１）、スラリー液よりワックスツリーを出し
液切りをし（ステップ９ｆi−２）、次にワックスツリ
ーを流動床タンクでサンデングし（ステップ９ｆi−
３）、砂切り（ステップ９ｆi−４）する工程からな
る。第２層コーティング工程は図１０（ｃ）に示すよう
に図１０（ｂ）にプレディップ（ステップ９ｆ2−１）
を追加している。また、第７層コーティング工程は図１
０（ｄ）に示すようにディピング（９ｆ7−１）と液切
り（ステップ９ｆ7−２）のみからなっている。ただ
し、図８で示したようにスラリー浸漬動作パターン、サ
ンディング動作パターンは第１層〜第７層コーティング
工程で各々変えることができる。

【００２８】図９に戻って、コーティング工程を完了し
たワックスツリー１は、再び破損検出ユニット２１にセ
ットされ（ステップ９ｇ）、ワックスツリー１のコーテ
ィング後の重量が計量され、そのデータがコントローラ
１９に送られ、コントローラ１９のメモリー１９ｂに記
憶された基準重量と比較される（ステップ９ｉ）。基準
重量はステップ９ｄで計量されたコーティング前の重量
に予め測定しておいた塗布重量を加えたもの（ステップ
９ｎ）を基準重量としてメモリー１９ｂに格納する（ス
テップ９ｐ）。ワックスツリー１のワックス部品の一部
がスラリー液または砂の抵抗で破損、欠落した場合、メ
モリー１９ｂに記憶している基準重量より軽くなり、ワ
ックスツリー１の破損があったのかどうかが判定でき
る。ステップ９ｉで、この判定を行い、破損がなければ
ワックスツリー１を破損検出ユニット２１からハンドリ
ング装置１２で取り外し（ステップ９ｊ）、ワックスツ
リー１をハンガーコンベア１１に戻し（ステップ９
ｋ）、メモリー１９ｂのワックスツリー１の計量重量を
０にリセットし（ステップ９ｍ）、ハンガーコンベア１
１を所定距離回転させて（ステップ９ｕ）、次のワック
スツリー１をチャッキングするため、ステップ９ａに戻
る。また、ステップ９ｉで破損ありと判定した場合は、
ステップ９ｑに移り、ワックスツリー１をハンドリング
装置１２により破損検出ユニット２１から取り外し（ス
テップ９ｑ）、ワックスツリー１をハンガーコンベア１
１へ戻し（ステップ９ｒ）、図４に示すスラリー浸漬槽
およびサンディング用流動床タンクの落下物排除ユニッ
ト２３のアクチュエータ１５ｄを作動させ、槽およびタ
ンクから落下物を取り除き（ステップ９ｓ）、破損した
ワックスツリーの破損情報をメモリー１９ｂおよびＩＤ
タグ６２に書き込み（ステップ９ｔ）、ステップ９ｍに
移る。

【００２９】図１１は、図４の液面または砂の上面高さ
の検出センサを使用する時の処理ブロック図で、図１２
はそのフローチャートである。液面または砂の上面の高
さ３１ａを検出センサ１５ｂにより計測し（ステップ３
２ａ）、Ａ／Ｄ変換器３１ｄでデジタル値に変換し、予
めメモリー１９ｂに格納されている液面または砂の上面
の高さ基準値３１ｂと比較し、その差を加減器３１ｅで
演算し（ステップ３２ｂ）、ハンドリング装置１２のテ
ィーチング時の液面または砂の上面高さの座標値に上記
差を加減器３１ｆで補正（加減）し（ステップ３２
ｃ）、実際の座標値をコントローラ１９内に設置された
駆動ユニット３１ｈに出力し（ステップ３２ｄ）、スラ
イダー１２ｃを上下させるモータ１２ｅを駆動し（ステ
ップ３２ｅ）、スライダー１２ｃを上下させる（ステッ
プ３２ｆ）ことにより、スラリー浸漬槽の液面またはサ
ンディング流動床タンクの砂の上面が変化しても適切な
浸漬位置決めができる（ステップ３２ｇ）。

【００３０】本発明のロストワックスによる鋳造部品の
製作工程を図１３に示すが、従来の技術で説明した図１
４のステップＳ１２〜Ｓ２６が自動化しており、かつ無
人運転ができるものである。図１３において、ステップ
Ｓ０１は図１０（ａ）〜（ｄ）に示す工程からなってい
る。

【００３１】更に、鋳型または鋳造部品の品質に関係す
る各工程内での工夫された項目について説明する。先ず
第１層コーティング工程では前述したようにこのコーテ
ィングによって鋳造部品の表面品質が決定される。ワッ
クスツリーをスラリー浸漬槽のスラリー液に浸漬させる
場合、ワックスツリーを液面に直角に入れると、気泡を
巻き込み易く、この気泡がワックスツリーとスラリー液
の間に残り、鋳造部品の鋳肌に突起を作ることになる。
これを防止するため、ハンドリング装置１２でワックス
ツリー１をスラリー浸漬槽１５の上面に移動させ、ここ
でモータ１２ｈを駆動し、メモリー１９ｂのスラリー浸
漬動作パターン８４ｃ−２に格納されたツリー保持姿勢
によりワックスツリー１を適正な角度、例えば２０゜と
か３０゜傾斜させて、更に、モータ１２ｍでクランプユ
ニット１２ｊを回転させることにより、ワックスツリー
を回転させる。その後、第１層コーティング槽内のスラ
リー液がゲル化するのを防止するため、スラリー液を撹
拌していた撹拌ポンプ（図示せず）を停止させる。次い
で、クランプユニット２２により保持され、少し傾斜し
た姿勢で回転しているワックスツリー１をスライダー１
２ｃの下降により徐々にスラリー液の中に沈めて行く。
ワックスツリー１のスラリー液への浸漬深さは、図１１
および図１２で説明したように、スラリー液面の変化に
追従して制御されており、これによりワックスツリー１
の上部（クランプユニット側）に設けられている湯口部
へのスラリー液の付着を防止している。スラリー液中に
浸漬されたワックスツリー１はアーム１２ｄの転回動作
によりスラリー液中で傾きを変化させている。

【００３２】スラリー液浸漬を完了したワックスツリー
１は、スライダー１２ｃの上昇によりスラリー液より引
き上げられ、アーム転回用モータ１２ｈによりアーム１
２ｄを適切な角度、例えば１２０゜とか１５０゜に転倒
させ、モータ１２ｍにより所定の時間、回転させる。こ
れは、スラリー液のワックスツリーからの液ダレ防止と
ワックスツリーへのスラリー液の均一な付着を目的に行
われる。次いで、スラリー液撹拌ポンプを起動して、ス
ラリー液を撹拌するとともに、ハンドリング装置１２の
支柱１２ａを旋回用モータ１２ｂにより旋回させ、第１
層サンディング用流動床タンク１６のエアバルブ（図示
せず）をＯＮさせ、砂を浮動状態にするとともに、流動
床タンク１６上の位置で支柱１２ａの旋回（すなわち、
アーム１２ｄの水平転回）を停止させる。ワックスツリ
ー１はスラリー液浸漬後も回転を継続しており、流動床
タンク１６上の停止位置で、アーム１２ｄを転回させる
ことにより、ワックスツリー１に適切な傾斜姿勢をとら
せ、スライダー１２ｃの下降により、ワックスツリー１
を砂の中に下降させる。砂の中でワックスツリー１の傾
斜を変化させ、砂が均一に付着するようにしている。ま
た、第ｎ層コーティング工程と第ｎ＋１層コーティング
工程の間には、乾燥工程が必要であるが、コーティング
作業を中断させないために、第ｎ層コーティング工程を
完了したワックスツリーは、一方のハンガーコンベア上
で乾燥させながら、他方のハンガーコンベアで乾燥を完
了したワックスツリーに第ｎ＋１層コーティング工程を
実行させれば、装置を中断することなくコーティング作
業を継続させることができる。

【００３３】以上述べた実施例では、ワックスツリーを
乾燥、搬送するコンベアとして、ワックスツリーが図１
５のような場合は保管姿勢が安定するハンガーコンベア
の例で説明したが、ワックスツリーの形状によってはハ
ンガーコンベアより搭載式コンベアにしてもよい。ま
た、コンベアをロータリー式としたが、所定の乾燥時間
（２〜３時間）後にハンドリング装置のワックスツリー
受け渡し位置に戻ってくるものであれば、ロータリー式
コンベアでなくてもよい。具体的には、一つのワックス
ツリーの一コーティング（コンベアからワックスツリー
を取り出し、コーティングを終えてコンベアに戻すま
で）に要する時間は３〜４分程度であるため、コーティ
ング後のワックスツリーをハンドリング装置で無人搬送
車に搭載し、別の場所に移動させて乾燥させる場合に
も、本発明は適用できる。更に、ワックスツリーの破損
検出方法として、図５ではワックスツリーの重量で検出
する方法を提案しているが、ワックスツリーの破損は製
品模型のツリーからの欠落がほとんどであるため、予め
コーティング完了後の基準画像を画像メモリーに格納し
ておき、各コーティング工程完了後のワックスツリーを
ハンドリング装置で保持したまま、ＣＣＤカメラにより
取り込んだワックスツリーの画像と基準画像とを比較さ
せる画像処理方法を採用すれば、図５のような破損検出
ユニットにワックスツリーをローディング／アンローデ
ィングする時間が短縮できる。

【００３４】

【発明の効果】以上に述べたように本発明によれば、一
対のコンベアを設け一方のコンベアでコーティング後の
ワックスツリーを乾燥している間に、他方のコンベアの
ワックスツリーのコーティング作業が継続できるので、
コーティング作業を効率的に実施できる。

【００３５】また、品種の異なる鋳造部品のコーティン
グ作業も、ハンドリング装置のクランプユニットに保持
されるワックスツリーの取手部１ａを同一にしているの
で、同じ装置でできる。

【００３６】更に、各コーティング前後のワックスツリ
ーの重量を計り、破損の有無を調べ、破損がある場合
は、ＩＤタグに記憶させ、それ以降のコーティング作業
を実施しないようにし、スラリー浸漬槽およびサンディ
ング流動床タンクの破損部品の掃除をしてから、作業を
継続するようにしたので、スラリー液および砂の品質低
下を防止できる。

【００３７】更に、液面および砂の上面高さを検出し、
その高さに応じてワックスツリーの液および砂への浸漬
深さを調整しているので、コーティングが進むにつれ高
さが低くなっても同じ浸漬深さにできるので、ワックス
ツリーの湯口部にスラリー液の付着を防止するととも
に、無人運転ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施例を示すロストワックス
鋳型製造装置の平面図である。

【図２】図２は図１のハンガーコンベアの一部平面図お
よび一部正面断面図である。

【図３】図３は図１のハンドリング装置の正面断面図で
ある。

【図４】図４は本発明のロストワックス鋳型製造装置の
スラリー浸漬槽の液面およびサンディング用の流動床タ
ンクの砂の上面の高さを検出、およびワックス部品の脱
落を排除するユニットを示す正面断面図である。

【図５】図５は本発明のワックスツリーの破損を検出す
るユニットを示す一部正面断面図である。

【図６】図６は本発明のワックスツリーの品種を識別す
るユニットを示す一部正面断面図である。

【図７】図７は本発明の一実施例を示すロストワックス
鋳型製造装置のシステムハードウェア構成のブロック図
である。

【図８】図８は本発明のメモリーのメモリーマップを示
す図である。

【図９】図９は本発明の動作を説明するためのフローチ
ャートである。

【図１０】図１０は本発明のコーティング工程の詳細を
示す図である。

【図１１】図１１は本発明の液面および砂の上面の高さ
を検出して処理する処理ブロックである。

【図１２】図１２は図１１のフローチャートである。

【図１３】図１３は本発明のコーティング方法を使用し
て鋳造製品を製造するフローチャートである。

【図１４】図１４はロストワックスによるワックスツリ
ー製作から部品製作までの工程手順を示すフロー図であ
る。

【図１５】図１５はワックスツリーの一例を示す図であ
る。

【図１６】図１６は特開昭５５−８６６５７号公報で提
案された従来の自動コーティング装置の平面図である。

【図１７】図１７は図１６のワックスツリー送り装置の
部分平面図および部分正面図である。

【図１８】図１８は図１６のスラリー浸漬装置の正面断
面図である。

【符号の説明】

１ ワックスツリー １１ ハンガーコンベア １２ ハンドリング装置 １３ 脱脂槽 １４ プレディップ槽 １５ 第１層スラリー浸漬槽 １６ 第１層サンディング流動床タンク １７ 第２〜７層スラリー浸漬槽 １８ 第２〜６層サンディング流動床タンク １９ コントローラ ２０ 操作盤 ２１ ツリー破損検出ユニット ２２ 液面および砂の上面高さ検出ユニット ２３ ツリー落下物物排除ユニット ２４ ツリー品種識別ユニット ２５，２６ コンベア操作盤

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワックスツリーをハンドリングするハン
   ドリング装置と、上記ハンドリング装置を挟んで配置さ
   れた少なくとも２以上のスラリー液浸漬槽と、上記ハン
   ドリング装置を挟んで配置された少なくとも２以上のサ
   ンディング用流動床タンクと、上記ワックスツリーを所
   定の乾燥時間以上懸架、搬送するの少なくとも２以上の
   コンベアとから構成され、 上記ハンドリング装置は上記コンベアに懸架、搬送され
   る上記ワックスツリーを所定の受け渡し位置で上記ハン
   ドリング装置のクランプユニットにより把持し、上記ス
   ラリー液浸漬槽および上記サンディング用流動床タンク
   に移動させ、上記ワックスツリーをスラリー液および砂
   をコーテイングさせて、コーティング後のワックスツリ
   ーを再び上記ハンガーコンベアに戻す動作をすることを
   特徴とするワックスツリーコーティング装置。
2. 【請求項２】 ワックスツリーをハンドリングするハン
   ドリング装置と、上記ハンドリング装置を挟んで配置さ
   れた少なくとも２以上のスラリー液浸漬槽と、上記ハン
   ドリング装置を挟んで配置された少なくとも２以上のサ
   ンディング用流動床タンクと、上記ワックスツリーを所
   定の乾燥時間以上懸架、搬送する少なくとも２以上のコ
   ンベアとから構成され、次のステップからなるワックス
   ツリーコーティング方法。 (1)上記ハンドリング装置により上記コンベアに懸架、
   搬送される上記ワックスツリーを上記コンベアから取り
   出すステップ。 (2)上記ハンドリング装置により上記コンベアから取り
   出された上記ワックスツリーを、上記ハンドリング装置
   により上記スラリー液浸漬槽に搬送、浸漬するステッ
   プ。 (3)上記浸漬後のワックスツリーを、上記ハンドリング
   装置により上記サンディング用流動床タンクに搬送し、
   砂をコーテイングするステップ。 (4)上記砂コーティング後のワックスツリーを、上記ハ
   ンドリング装置により上記コンベアへ戻すステップ。 (5)上記ステップ(1)〜(4)を複数回繰り返すステップ。
3. 【請求項３】 請求項２記載のワックスツリーコーティ
   ング方法において、 (1)砂コーティング後の上記ワックスツリーの破損の有
   無を検出するステッブ。 (2)上記ワックスツリーの破損が検出された場合、その
   破損検出信号により上記スラリー液浸漬槽および上記サ
   ンディング用流動床タンクの落下物排除ユニットを起動
   し、落下物を排除するステップ。からなることを特徴と
   するワックスツリーコーティング方法。
4. 【請求項４】 請求項２記載のワックスツリーコーティ
   ング方法において、 (1)上記ハンドリング装置により上記ワックスツリーを
   上記スラリー液浸漬槽に浸漬する時、検出されたスラリ
   ー液の液面高さに応じて、上記ハンドリング装置の下降
   量を調整するステップ。 からなることを特徴とするワックスツリーコーティング
   方法。
5. 【請求項５】 ワックスツリーをハンドリングする５軸
   円筒座標型ロボットと、上記ロボットを挟んで配置され
   た少なくとも２以上のスラリー液浸漬槽と、上記ロボッ
   トを挟んで配置された少なくとも２以上のサンディング
   用流動床タンクと、上記ワックスツリーを所定の乾燥時
   間以上懸架、搬送するの少なくとも２以上のロータリー
   式コンベアと、上記ワックスツリーの破損を検出する破
   損検出ユニットと、上記破損検出ユニットからの破損情
   報およびワックスツリーの品種を読み書きする品種識別
   ユニットと、上記スラリー液浸漬槽およびサンディング
   用流動床タンクに設置した液面および砂の上面高さを検
   出する高さ検出ユニットおよび落下物排除ユニットと、
   上記ロボット、コンベアおよび各ユニットを統括制御す
   る制御部から構成され、 上記制御部は上記コンベアに懸架、搬送される上記ワッ
   クスツリーを所定の受け渡し位置で停止させ、上記品種
   識別ユニットの情報を読み、上記ワックスツリーに破損
   がなければ上記ワックスツリーを上記ロボットのクラン
   プユニットにより把持させ、上記スラリー液浸漬槽に移
   動させ、上記ワックスツリーを上記ロボットにより第１
   の姿勢と回転を与え、上記高さ検出ユニットの検出した
   高さ情報に応じて上記スラリー液浸漬槽に浸漬させ、そ
   の後上記ワックスツリーを持ち上げ第２の姿勢と回転を
   与えて液切りをして、上記サンディング用流動床タンク
   に移動させ、上記高さ検出ユニットの検出した高さ情報
   に応じて上記ワックスツリーを上記サンディング用流動
   床タンクに下降させ、上記ロボットのアームにより上記
   ワックスツリーの傾斜姿勢を変化させながら砂をコーテ
   ィングさせ、上記ワックスツリーを持ち上げて上記ワッ
   クスツリーを回転させることにより砂切りをし、その後
   上記ワックスツリーを上記破損検出ユニットに移動させ
   て破損の有無を検出しその情報を上記品種識別ユニット
   に書き込み、破損があった場合上記落下物排除ユニット
   を作動させ落下物を排除して、上記ワックスツリーを再
   び上記コンベアに戻す動作をすることを特徴とするワッ
   クスツリーコーティング装置。