JPH0635896U - オープンウェル炉用炉前作業装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 投入材料の浸漬作業、攪拌作業、ドロスのさ
ばき作業、滓出し作業等の炉前作業を全て自動的にかつ
連続的に行う。 【構成】 レール３に沿って走行する台車９上に支持台
２０を台車９の走行方向と直交する方向にスライド自在
に配設する。支持台２０上に回転自在な支柱３０を立設
し、この支柱３０にスライダ３６を昇降自在に配設す
る。スライダ３６は水平方向に延在するアーム５０を備
え、このアーム５０の先端部にスクレーパ５７、５８を
配設する。そして、駆動制御部８０によって台車９の走
行、支持台２０のスライド、支柱３０の回転、スライダ
３６の昇降、アーム５０の回転およびスクレーパ５７，
５８の切換え制御を行うことで、オープンウェル炉１内
の投入材料５５の浸漬動作、攪拌動作、ドロスの滓出し
動作等を順次自動的に行なう。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は炉前作業を自動的に行い得るようにしたオープンウェル炉用炉前作業 装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

オープンウェル炉でのアルミニウム、アルミニウム合金（以下アルミという） のスクラップ（以下投入材料という）の溶解作業としては、投入材料の浸漬、攪 拌、さばき（溶湯上のドロスを細かく叩きドロス中のアルミを溶湯中に落し込む ）、ドロスの滓出し作業等の種々煩雑な作業を必要とし、これらの作業を総称し て炉前作業と称している。そして、この炉前作業は従来作業者が手作業で行って いるが、作業用ロボット（例；特公平３−５４１６４号公報）を運転操作して行 う技術も開示されていた。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、作業者による手作業はアルミ溶湯の高熱を受けながら作業する ため重労働で、長時間の作業が難しく、特にさばき作業は専用のさばき治具でア ルミドロスを細かく叩く単調な長時間作業であるため、十分に行われないことが あった。また、作業用ロボットによる作業においても、作業者がロボットを運転 操作しなければならず省力化という点で問題があり、また高熱の環境下における 長時間の作業を強いられるため、作業環境および作業能率が悪いという問題もあ った。

【０００４】 したがって、本考案は上記したような従来の問題点に鑑みてなされたもので、 その目的とするところは、投入材料の浸漬作業、攪拌作業、ドロスのさばき作業 、滓出し作業等の炉前作業を全て自動的にかつ連続的に行うことができ、作業能 率の向上、生産性および省力化を図るようにしたオープンウェル炉用炉前作業装 置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案は上記目的を達成するため、車輪を備え台車走行用駆動装置によって走 行される台車と、この台車上に台車走行方向と直交する方向にスライド自在に配 設された支持台と、この支持台をスライドさせる支持台スライド用駆動装置と、 前記支柱台上に中心軸周りに旋回自在に立設された支柱と、この支柱を旋回させ る支柱旋回用駆動装置と、前記支柱に昇降自在に配設されたスライダと、このス ライダを昇降させるスライダ昇降用駆動装置と、前記スライダに設けられたアー ムと、このアームを中心軸周りに回転させるアーム回転用駆動装置と、前記アー ムに取付けられオープンウェル炉の溶湯内に投入材料を強制的に押し込んだり、 攪拌したりあるいは滓出ししたりする少なくとも１つの作業治具と、前記各駆動 装置を駆動制御する駆動制御部とを備えている。

【０００６】

【作用】

本考案において、炉前作業時に駆動制御部は予め記憶した動作工程の情報に基 づき台車走行用駆動装置、支持台スライド用駆動装置、支柱旋回用駆動装置、ス ライダ昇降用駆動装置およびアーム回転用駆動装置を駆動制御する。作業治具は これらの駆動装置の駆動に基づき投入材料の浸漬、攪拌作業、ドロスのさばき、 滓出し作業等の必要な作業を自動的に行う。

【０００７】

【実施例】

以下、本考案を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明する。 図１は本考案に係るオープンウェル炉用炉前作業装置の一実施例を示す正面図 、図２は同装置のカバーを取り外した平面図、図３は同装置の側面図である。こ れらの図において、１はオープンウェル炉で、このオープンウェル炉１の手前側 地面には炉前作業装置２を走行させる２本のレール３と、これらレール間に位置 するチェーン４が炉と平行に敷設されている。

【０００８】 前記炉前作業装置２は、前後一対の車軸５ａ，５ｂにそれぞれ取付けられた４ つの車輪６と、前記チェーン４に噛合うスプロケット７とを備え、台車走行用駆 動装置８によってレール３上を走行する自走型の台車９を備えている。前記スプ ロケット７は、後輪側の車軸５ｂの中央に配設されている。前記台車走行用駆動 装置８としては例えばＡＣモータが用いられ、この駆動装置の回転を回転伝達機 構１０を介して前記車軸５ｂに伝達すると、下記機構により台車９がレール３に 沿って走行するように構成されている。回転伝達機構１０は、クラッチ１２、傘 歯車１３ａ、１３ｂ、ウォームおよびウォームホイール等からなる減速歯車機構 １４、減速歯車機構１４の出力軸端に取付けられたスプロケット１５、車軸５ｂ の一端に取付けられたスプロケット１６およびこれら両スプロケット１５，１６ 間に張架されたチェーン１７等で構成されている。クラッチ１２としては、優れ たトルク特性および定トルク特性を有するもの、例えば磁性粉体を摩擦媒体とし てトルクを伝達する電磁パウダクラッチ等が使用される。

【０００９】 前記台車９の上面には支持台２０が配設される一方、下面側にはこの支持台２ ０をスライドさせる支持台スライド用駆動装置２１（図１）とその回転伝達機構 ２２（図１）および後述する支柱３０の旋回用駆動装置３２（図３）が配設され ている。支持台２０は台車９の上面両端部に対設された左右一対のガイド部材２ ３ａ、２３ｂによって前後方向、すなわち台車９の走行方向（矢印Ｘ方向）と直 交する方向（矢印Ｙ方向）にスライド自在に保持されている。支持台２０をスラ イドさせる駆動装置２１はモータからなり、この駆動装置の回転伝達機構２２は 、モータ軸に取付けられたスプロケット２４、支持台２０の下面に取付けられた ナット２５、台車９に両端を軸支されて配設されナット２５と螺合するボールね じ２６、ボールねじ２６の一端に取付けられたスプロケット（図示せず）、前記 スプロケット間に張架されたチェーン２７等で構成されている。モータ２１の回 転をチェーン２７を介してボールねじ２６に伝達し、このボールねじ２６を回転 させると、ナット２５がボールねじ２６に沿って図１紙面と垂直な方向に移動す るため、支持台２０をＹ方向に移動させることができる。

【００１０】 前記支柱３０は円筒状に形成されて支持台２０の上面中央に中心軸周りに旋回 自在に立設されており、前記支柱旋回用駆動装置３２（図３）によって軸周りに 回動されるように構成されている。前記支柱旋回用駆動装置３２は、前記支持台 ２０の下面に出力軸（図示せず）を上に向けて縦に固定されており、この出力軸 の上端は前記支持台２０の上方に突出し、その上端突出部に前記支柱３０の下面 に固定された従動歯車３４（図１、図２）に噛合する駆動歯車３３（図２）が固 定されている。したがって、駆動装置３２を駆動すると、その回転は駆動歯車３ ３を介して従動歯車３４に伝達され、支柱３０を中心軸周りに回転させることが できる。

【００１１】 前記支柱３０にはスライダ３６がチェーン３７（図１）によって支持されて昇 降自在に外嵌されており、かつキー３８（図１）によって回転を防止されている 。前記チェーン３７は、両端がスライダ３６の外周面に取付けられた上下一対の 係止金具３９ａ，３９ｂに係止されており、中間部が上下一対のスプロケット４ ０，４１間に掛け渡されている。上方側のスプロケット４０は支柱３０の上端部 背面側に軸受部材４２（図２）を介して回転自在に配設され、下方側のスプロケ ット４１は支柱３０の下端に一体的に設けられた平板状の基台部３０Ａ上に軸受 部材（図示せず）を介して回転自在に配設されている。また前記基台部３０Ａ上 には前記スライダ３６を昇降させる駆動装置４４とその回転伝達機構４５が配設 されている。駆動装置４４はモータからなり、回転伝達機構４５は、電磁パウダ クラッチ４６、ウォームホイール等からなる減速歯車機構４７、前記スプロケッ ト４０，４１およびチェーン３７とで構成されている。したがって、モータ４４ を起動すると、その回転が電磁パウダクラッチ４６−減速歯車機構４７−スプロ ケット４１−チェーン３７−スプロケット４０に伝達され、これによってスライ ダ３６を昇降させることができる。

【００１２】 前記スライダ３６には水平なアーム５０が片持支持されて配設されている。こ のアーム５０は中心軸周りに回転自在に軸支されており、先端には炉前作業時に 投入材料５５を溶湯５６内に浸漬させる第１のスクレーパ（作業治具）５７と、 溶湯５６の攪拌、ドロスさばきおよび滓出し操作を行う第２のスクレーパ（作業 治具）５８が配設されている。第１のスクレーパ５７は、アーム５０の先端部に 設けた取付部５０ａに一端がフランジ接続された、アーム５０の軸線と直交する 支持棒５９と、支持棒５９の先端に取付けられた箱体６０とで構成されている。 第２のスクレーパ５８は、同じくアーム５０の先端部に前記取付部５０ａと１８ ０°位相を異ならせて設けた他の取付部５０ｂに一端がフランジ接続された、ア ーム５０の軸線と直交する支持棒６２と、支持棒６２の先端に取付けられた台形 の板体６３とで構成されている。また、前記スライダ３６には前記アーム５０を 回転させるアーム回転用駆動装置としてのモータ６５とその回転伝達機構６６（ 図２、図３）が搭載されている。モータ６５は出力軸を鉛直下方に向けて縦に取 付けられている。回転伝達機構６６は、ウォームホイール等からなる減速歯車機 構６８と、減速歯車機構６８の出力軸端に設けられた歯車７０と、アーム５０の 基端に取付けられ前記歯車７０に噛合する歯車７１とで構成されている。したが って、モータ６５を駆動するとその回転が減速歯車機構６８−歯車７０を経て歯 車７１に伝達され、これによってアーム５０を矢印Ｃ方向に回転させることがで きる。そして、このようなスライダ３６、アーム５０、スクレーパ５７，５８、 モータ６５等からなるスライダユニットは、カウンターウエイト７２と釣合いを 保って支柱３０に配設されている。カウンターウエイト７２はチェーン７３の一 端に吊り下げられて前記支柱３０内に上方から上下移動自在に収納配置されてお り、チェーン７３の中間部は支柱３０上に軸受部材７４を介して回転自在に設け たスプロケット７５に掛け渡され、他端が前記スライダ３６に係止されている（ 図１、図２）。

【００１３】 さらに前記各モータ８，２１，３２，４４，６５を駆動制御する駆動制御部（ 図示せず）は、本作業装置と別置となっており、作業装置側には配線用中継ボッ クス８０が設置されている。駆動制御部は、前記第１，第２のスクレーパ５７， ５８による炉前動作工程、すなわち溶湯５６上に浮遊する投入材料５５を強制的 に溶湯５６内に押し込む動作工程（浸漬動作工程）、投入材料５５および溶湯５ ６を攪拌する動作工程（攪拌動作工程）、溶湯５６上のドロスを細かく叩く動作 工程（さばき動作工程）および溶解後に発生する浮上ドロスおよび／または炉底 ドロスを掻き寄せて炉外に排出する動作工程（滓出し動作工程）の情報を記憶す る記憶手段を有し、この情報にしたがって前記各モータ８，２１，３２，４４， ６５を駆動制御する。このような動作工程の情報は、操業オペレータが予めオー プンウェル炉１内の溶湯状況、オープンウェル炉１に投入する投入材料５５の量 、オープンウェル炉１の性能等を考慮して台車９、支持台２０、支柱３０、スラ イダ３６の移動もしくは回動によりアーム５０を実際に動作させ、オペレータが その各要所となる場所と移動の順（ティーチングポイント）を選び、それを動作 工程情報として記憶させたものである。前記各モータ８，２１，３２，４４，６ ５によって駆動される支持台２０、支柱３０、スライダ３６、アーム５０の位置 決めは不図示のパルスエンコーダまたはリミットスイッチによって行なわれる。 また必要に応じて第１，第２のスクレーパ５７，５８の代わりもしくはこれらス クレーパに加えて他の動作工程用スクレーパをアーム５０に取り付けることが可 能である。

【００１４】 なお、８２，８３は炉前作業装置２を覆う上，下カバーである。

【００１５】 図４は投入材料５５を溶湯５６内に押し込む浸漬動作工程におけるティーチン グポイントを示す図である。この動作工程は第１のスクレーパ５７をオープンウ ェル炉１の左側から右側に向かって移動させる間に所要回数上下動させるように したもので、第１のスクレーパ５７の箱体６０の下端は、ティーチングポイント Ｔ1 −Ｔ2 −Ｔ3 −Ｔ4 −Ｔ5 −Ｔ6 −Ｔ7 −Ｔ8 ・・・Ｔn を経て再びＴ1 に 戻り、これを所要回数繰り返す。

【００１６】 図５は第２のスクレーパ５８による攪拌動作工程におけるティーチングポイン トを示す図である。この動作工程は、第２のスクレーパ５８を溶湯５６内に浸漬 して往復移動させる間に２回上下動させるようにしたものである。第２のスクレ ーパ５８の板体６３の先端は、ティーチングポイントＴ1 −Ｔ2 −Ｔ3 −Ｔ4 − Ｔ5 −Ｔ6 −Ｔ7 −Ｔ8 を経て再びＴ1 に戻る。

【００１７】 図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は第２のスクレーパ５８によるさばき動作工程に おけるティーチングポイントを示す図である。この動作工程は、第２のスクレー パ５８をオープンウェル炉１の左側から右側に向かって移動させる間に板体６３ により溶湯５６上に浮遊するドロス８８に僅かなピッチで斜めもしくは垂直に差 し込んでドロス８８中のアルミを溶湯５６内に沈め、これを何回も繰り返すもの である。板体６３の先端は、ティーチングポイントＴ1 −Ｔ2 −Ｔ3 −Ｔ4 −Ｔ 5 −Ｔ6 −Ｔ7 −Ｔ8 ・・・Ｔn を経て再びＴ1 に戻る。

【００１８】 図７は滓出し前（または投入材料投入時）の攪拌動作工程におけるティーチン グポイントを示す図である。この動作工程は、第２のスクレーパ５８をオープン ウェル炉１の左側から右側に向かって移動させる間に板体６３を徐々に沈めて溶 湯５６を攪拌し、これを数回繰り返すものである。板体６３の先端は、ティーチ ングポイントＴ1 −Ｔ2 −Ｔ3 を経て再びＴ1 に戻る。

【００１９】 図８はドロスの滓出し動作工程におけるティーチングポイントを示す図である 。この動作工程は、スクレーパ５８の板体６３を右側に所定角度（φ）傾斜させ て溶湯５６の表面に沿ってオープンウェル炉１の右側から左側に向かって移動さ せて表層部のドロス８８を炉の左側に排出し、次に板体６３を元の位置に戻して 溶湯５６内に浸漬し炉底に溜まっているドロス８８を右側から左側に向かって移 動させて炉の左側に排出するものである。このため炉の底面排出側は傾斜してお り、ドロス８８の排出を容易にしている。板体６３の先端は、ティーチングポイ ントＴ1 −Ｔ2 −Ｔ1 −Ｔ3 −Ｔ2 を経て再びＴ1 に戻り、これを所要回数繰り 返す。

【００２０】 上記構成からなるオープンウェル炉用炉前作業装置２にあっては、駆動制御部 ８０に第１、第２スクレーパ５７，５８が所定の運動軌跡を描くようティーチン グポイントを予め記憶させておき、プログラムにしたがってこれらスクレーパ５ ７，５８による投入材料５５の浸漬動作、攪拌動作、ドロス８８のさばき動作お よび滓出し動作を順次自動的に行う。したがって、作業者が不要である。

【００２１】 なお、炉前作業装置２による炉前作業としてはティーチングポイントの設定を 変えることにより上記した動作工程に限らず浸漬動作工程と攪拌動作工程または 攪拌動作工程、さばき動作工程および滓出し動作工程を組合わせて同時に行うこ とも可能である。 また、本考案の駆動装置は８，２１，３２，４４，６５であるモータを使用し た場合について説明したが、これに限らずシリンダ等の使用も可能である。

【００２２】

【考案の効果】

以上説明したように本考案に係るオープンウェル炉用炉前作業装置によれば、 作業治具でオープンウェル炉内の投入材料を強制的に溶湯内に押し込む浸漬動作 、投入材料を攪拌する動作、溶解後に発生するドロスのさばき動作、ドロスを掻 き寄せて排出する滓出し動作等を順次自動的に行なうように構成したので、省力 化、作業環境の改善および生産性の向上を図ることができ、また装置自体も比較 的簡単で、安価に製作、提供することができる。また作業者による場合は、個人 差により品質が一定せず、歩留り率が悪かったが、本考案においては全て動力を 用いて自動的に行うものであるため同一条件で溶解することができ、品質の安定 化と歩留り率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るオープンウェル炉用炉前作業装置
の一実施例を示す正面図である。

【図２】同装置の平面図である。

【図３】同装置の側面図である。

【図４】投入材料を溶湯内に押し込む浸漬動作工程にお
けるティーチングポイントを示す図である。

【図５】投入材料の攪拌動作工程におけるティーチング
ポイントを示す図である。

【図６】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はドロスのさばき動作
工程におけるティーチングポイントを示す図である。

【図７】滓出し前（または投入材料投入時）の攪拌動作
工程におけるティーチングポイントを示す図である。

【図８】ドロスの滓出し動作工程におけるティーチング
ポイントを示す図である。

【符号の説明】

１ オープンウェル炉 ２ 炉前作業装置 ３ レール ６ 車輪 ８ 台車走行用駆動装置 ９ 台車 ２０ 支持台 ２１ 支持台スライド用駆動装置 ３０ 支柱 ３２ 支柱旋回用駆動装置 ３６ スライダ ４４ スライダ昇降用駆動装置 ５０ アーム ５５ 投入材料 ５６ 溶湯 ５７ 第１のスクレーパ ５８ 第２のスクレーパ ６５ アーム回転用駆動装置

フロントページの続き (72)考案者 熊倉 秀哉 東京都港区三田３丁目13番12号 日本軽金 属株式会社内 (72)考案者 一寸木 博幸 東京都港区三田３丁目13番12号 日本軽金 属株式会社内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 車輪を備え台車走行用駆動装置によって
   走行される台車と、この台車上に台車走行方向と直交す
   る方向にスライド自在に配設された支持台と、この支持
   台をスライドさせる支持台スライド用駆動装置と、前記
   支柱台上に中心軸周りに旋回自在に立設された支柱と、
   この支柱を旋回させる支柱旋回用駆動装置と、前記支柱
   に昇降自在に配設されたスライダと、このスライダを昇
   降させるスライダ昇降用駆動装置と、前記スライダに設
   けられたアームと、このアームを中心軸周りに回転させ
   るアーム回転用駆動装置と、前記アームに取付けられオ
   ープンウェル炉の溶湯内に投入材料を強制的に押し込ん
   だり、攪拌したりあるいは滓出ししたりする少なくとも
   １つの作業治具と、前記各駆動装置を駆動制御する駆動
   制御部とを備えたことを特徴とするオープンウェル炉用
   炉前作業装置。