JPH08117968A - 自動鋳物仕上げ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ワークを直接多間接ロボットで把持し、その
姿勢を自由に変えて孔開け等の機械加工や、ハンマーリ
ングが自由にできる自動鋳物仕上げ装置を提供する。 【構成】 駆動アーム１１の先部に把持ハンド１３を備
えた多間接ロボット１２を用い、複数の処理ステーショ
ンに把持ハンド１３で把持したワークＡを搬送して仕上
げ処理を行う自動鋳物仕上げ装置１０において、把持ハ
ンド１３は、駆動アーム１１に直接連結される固定フレ
ーム２１と、固定フレーム２１に防振部材２２を介して
連結され、ワークＡを固定するクランプ機構２４を備え
る可動フレーム２３と、可動フレーム２３を固定フレー
ム２１に固定するロック機構４１とを有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車用エンジ
ンのシリンダーヘッドあるいはシリンダーブロック等の
アルミ鋳物製の製品（以下、単にワークという）を製造
する場合に内部に残された鋳物砂の排出処理等を自動的
に行う自動鋳物仕上げ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７に示すように、自動車のエンジンの
シリンダーヘッドあるいはシリンダーブロック等のワー
クＡは、中子８１を用いて鋳造されているので、外側の
鋳型を除去した後も内側に中子８１が残り、鋳造後はこ
の中子８１を取り除く必要がある。この作業はワークＡ
の所定位置に抜き孔８２を開けて、図８に示すように、
受け台８３にワークＡを載せ、ワークＡの打撃座８４を
ハンマー８５によって叩き、振動によって中子８１を崩
して下部の抜き孔８２から排出していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記作
業は大量の粉塵が発生するので、その作業を自動化する
ことが要請され、本出願には従来から広く自動溶接作業
等において使用されている多間接ロボットを使用するこ
とを検討した。この場合の手順として、ワークをコンベ
ア等で搬送し、溶接作業と同様に多間接ロボットにハン
マーやエアノズル等を搭載して作業を行う方法と、ワー
クを多間接ロボットで搬送し、ハンマー等を固定して作
業を行う方法とがあるが、ワークをコンベア等で搬送す
るとワークの姿勢を変える場合には特別の装置を必要と
するが、ワークを多間接ロボットを使用して搬送する
と、その姿勢を自由に変えることができるという利点が
ある。ところが、多間接ロボットが把持しているワーク
が直接ハンマーによって叩かれるので、多間接ロボット
に直接衝撃が伝わり、多間接ロボットにとって故障等の
原因となるという問題がある。また、緩衝部材を介して
ワークを多間接ロボットに把持させれば、衝撃は緩和さ
れるが、今度は抜き孔等の加工時に加工位置が正確に決
まらず、その他の正確な位置決め作業を行う場合に支障
がある。本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、
ワークを直接多間接ロボットで把持し、その姿勢を自由
に変えて孔明け等の機械加工や、ハンマーリングが自由
にできる自動鋳物仕上げ装置を提供することを目的とす
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項１
記載の自動鋳物仕上げ装置は、駆動アームの先部に把持
ハンドを備えた多間接ロボットを用い、複数の処理ステ
ーションに前記把持ハンドで把持したワークを搬送して
仕上げ処理を行う自動鋳物仕上げ装置において、前記把
持ハンドは、前記駆動アームに直接連結される固定フレ
ームと、該固定フレームに防振部材を介して連結され、
前記ワークを固定するクランプ機構を備える可動フレー
ムと、該可動フレームを前記固定フレームに固定するロ
ック機構とを有している。また、請求項２記載の自動鋳
物仕上げ装置は、請求項１記載の自動鋳物仕上げ装置に
おいて、前記把持ハンドは前記駆動アームに着脱可能に
取付けられている。請求項３記載の自動鋳物仕上げ装置
は、請求項１又は２記載の自動鋳物仕上げ装置におい
て、前記処理ステーションには打撃ハンマーを備えたハ
ンマーリングステーションを有し、前記多間接ロボット
によって前記ワークを支持した状態で、該ワークの打撃
による排砂を行っている。そして、請求項４記載の自動
鋳物仕上げ装置は、請求項１〜３のいずれか１項に記載
の自動鋳物仕上げ装置において、前記処理ステーション
には、エアブローステーションを有し、前記多間接ロボ
ットによって前記ワークを支持した状態で、該ワークの
内側ブローを行っている。

【０００５】

【作用】請求項１〜４記載の自動鋳物仕上げ装置におい
ては、多間接ロボットの駆動アームに取付けられている
把持ハンドは、駆動アームに直接取付けられる固定フレ
ームと、可動フレームとを有し、これらが防振部材によ
って連結され、前記可動フレームにはワークを固定する
クランプ機構が設けられている。従って、クランプ機構
を用いてワークを可動フレームに把持し、ハンマーリン
グを行った場合には、ワークからの直接の振動は固定フ
レームに伝わらないので、多間接ロボットの振動による
損傷を防止できる。そして、更に可動フレームを固定フ
レームに固定するロック機構が設けられているので、こ
れを作動させた場合には、可動フレームに取付けられて
いるワークは固定状態となり、他のステーションでのワ
ークへの孔開け加工等ができる。特に、請求項２記載の
自動鋳物仕上げ装置においては、把持ハンドが駆動アー
ムに着脱自在に取付けられているので、必要な場合には
簡単に取り外し、別の把持ハンドを駆動アームに取付け
て別の作業を行うことができ、これによって多間接ロボ
ットの融通性が向上する。請求項３記載の自動鋳物仕上
げ装置においては、処理ステーションには打撃ハンマー
を備えたハンマーリングステーションを有するので、多
間接ロボットでワークを把持し一定の姿勢に保った状態
で、打撃ハンマーでワークの所定位置をハンマーリング
することができ、これによってより効率的にワークから
の排砂が可能となる。請求項４記載の自動鋳物仕上げ装
置においては、処理ステーションにはエアブローステー
ションを備えているので、多間接ロボットを用いて所定
方向に向けられたエアノズルに対してワークを最も効率
的に排砂が可能な姿勢に保ち、作業を行うことができ
る。

【０００６】

【実施例】続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明
を具体化した実施例につき説明し、本発明の理解に供す
る。ここに、図１は本発明の一実施例に係る自動鋳物仕
上げ装置の作業状況を示す側面図、図２は同平面図、図
３は把持ハンドの分解斜視図、図４は同平面図、図５は
同側面図、図６は把持ハンドの部分断面図である。

【０００７】図１、図２に示すように本発明の一実施例
に係る自動鋳物仕上げ装置１０は、駆動アーム１１を備
えた多間接ロボット１２と、駆動アーム１１の先部に取
付けられた把持ハンド１３と、ワークの孔開けを行う加
工ステーション１４と、打撃ハンマー１５を備えたハン
マーリングステーション１６と、固定配置されたエアノ
ズル１７を備えたエアブローステーション１８と、排出
された砂を搬送する排砂処理コンベア１９とを有してい
る。以下、これらについて詳しく説明する。

【０００８】前記多間接ロボット１２は溶接あるいは塗
装作業等において使用されるモータ駆動型の６軸多間接
ロボットであって、予めティーチング作業を行うことに
よって、把持したワークＡをその動作範囲内の任意の位
置に任意の姿勢で搬送できるようになっている。

【０００９】前記把持ハンド１３は、図３〜図５に示す
ように駆動アーム１１の先部に直接取付けられる固定フ
レーム２１と、固定フレーム２１に４個の防振部材の一
例である防振ゴム２２を介し、しかも少しの隙間を有し
て取付けられた可動フレーム２３と、可動フレーム２３
の表面に取付けられたクランプ機構２４とを有してい
る。前記固定フレーム２１は、角部が欠如した四角形の
板２５を有し、この板２５の角部に支持板２７を介して
防振ゴム２２が取付けられている。防振ゴム２２の角部
にはガイド片２８が設けられ、このガイド片２８にボル
ト２９が突出している。

【００１０】前記可動フレーム２３は、四角形の枠３０
の内側４隅に前記ボルト２９が嵌入する取付け座３１を
有している。そして、その表面には対となるＬ字状のス
トッパー付きガイド３２と、支持部材３３に取付られた
対となるエアシリンダー３４によって進退する押さえ金
具３５と、押さえ金具３５の両側を押圧するスプリング
３６、３７と、これらの取付け座３８を備えたクランプ
機構２４が設けられている。これによって、ワークＡを
強固に把持できると共に、ワークＡに衝撃等が掛かって
もクランプ機構２４が容易に緩んでワークＡが落下しな
いようになっている。そして、エアシリンダー３４を縮
めた場合にはスプリング３６、３７を縮めると共に押さ
え金具３５を後退させてワークＡのクランプを解く構造
となっている。なお、３９はストッパー付きガイド３２
に取付けられているワーク当接片を、４０は押さえ金具
３５に取付けられている当接片を示す。

【００１１】そして、前記固定フレーム２１及び可動フ
レーム２３には、可動フレーム２３を固定フレーム２１
に固着する４個のロック機構４１が設けられている。こ
のロック機構４１は、図６に示すようにエアシリンダー
４２と、エアシリンダー４２のロッド先部に取付けられ
ている円錐状の楔４３と、可動フレーム２３及び固定フ
レーム２１に形成されている逆円錐台状窪み４４、４５
とを有し、エアシリンダー４２を伸ばした状態では可動
フレーム２３と固定フレーム２１は離れているが、エア
シリンダー４２を縮めることによって、楔４３が逆円錐
台状窪み４４、４５に嵌入し、可動フレーム２３を固定
フレーム２１に押圧固定するようになっている。なお、
４４ａは防塵ゴムシートを示す。

【００１２】前記加工ステーション１４には電動ドリル
が設けられて、多間接ロボット１２によって所定位置に
搬送されたワークＡに砂抜き孔を開けるようになってい
る。また、前記ハンマーリングステーション１６には打
撃ハンマー１５が設けられ、駆動シリンダー４６によっ
て往復動し、ワークＡの所定位置を叩き、中子を分解し
て砂として排出するようになっている。前記エアブロー
ステーション１８には高圧空気源に接続されたエアノズ
ル１７が一定方向を向いて配置され、多間接ロボット１
２によって搬送されるワークＡに所定部分から空気を吹
き付け、内部に付着した砂を除去するようになってい
る。そして、前記ハンマーリング及びエアブローによっ
て除去された砂は、下部の排砂処理コンベア１９によっ
て外部に排出されるようになっている。

【００１３】従って、自動鋳物仕上げ装置１０において
は、ワーク搬出入装置４７によって搬入されたワークＡ
を多間接ロボット１２の把持ハンド１３で掴み、ロック
機構４１を作動させて、ワークＡを駆動アーム１１の先
部に固定状態で取付けた後、加工ステーション１４で所
定の孔開け加工を行う。この場合、刃物は固定でワーク
Ａの姿勢及び位置を多間接ロボット１２で制御すること
によって、ワークＡの所定の位置に孔を穿つことにな
る。

【００１４】前記作業が終了した後は、ワークＡをハン
マーリングステーション１６に移動させる。この場合ロ
ック機構４１の作動を解いて可動フレーム２３が防振ゴ
ム２２を介して固定フレーム２１に取付けられ、自由に
振動できるようにする。これによって、ハンマーリング
による直接振動の他に二次振動を発生させ、効率的に砂
の除去を行うことができる。そして、ハンマーリングに
よる振動は固定フレーム２１に伝わり難いので、駆動ア
ーム１１を含む多間接ロボット１２の寿命を伸ばすこと
ができる。

【００１５】前記打撃ハンマー１５によって所定位置を
叩き内部の砂を排出し、排砂処理コンベア１９によって
外部に排出する。この後、更にワークＡをエアブロース
テーション１８に移動させて、ワークＡ内部のエアブロ
ーを行い付着する砂を除去する。これによって略完全に
中子が除去される。この場合、ロック機構４１を解いて
エアブローを行っても良いし、ロック機構４１を作動さ
せてワークＡをリジッドに固定した状態てエアブローを
行ってもよい。

【００１６】前記実施例においては、１台の多間接ロボ
ットを用いて作業を行っているが、複数台の多間接ロボ
ットを用いて作業を行ってもよい。また、加工ステーシ
ョンにおいては、別の支持手段を設け、ワークをこの支
持手段によって支持しながら、加工処理を行ってもよ
い。

【００１７】

【発明の効果】請求項１〜４記載の自動鋳物仕上げ装置
は、把持ハンドを固定フレームと可動フレームとに分割
し、更にロック機構を備えているので、ワークを振動可
能に支持して効率的なハンマーリングを行うことができ
る他、剛の状態で保持してワークの機械加工等の精密加
工を行うことができる。この場合、ワークを多間接ロボ
ットに把持させているので、多種類のワークあるいは処
理に対して自由にその動作、位置を対応させることがで
き、汎用性に優れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る自動鋳物仕上げ装置の
作業状況を示す側面図である。

【図２】同平面図である。

【図３】把持ハンドの分解斜視図である。

【図４】同平面図である。

【図５】同側面図である。

【図６】把持ハンドの部分断面図である。

【図７】ワークの断面図である。

【図８】従来例に係る中子の除去作業の斜視図である。

【符号の説明】

１０ 自動鋳物仕上げ装置 １１ 駆動アーム １２ 多間接ロボット １３ 把持ハンド １４ 加工ステーション １５ 打撃ハンマー １６ ハンマーリングステーション １７ エアノズル １８ エアブローステーション １９ 排砂処理コンベア ２１ 固定フレーム ２２ 防振ゴム（防振部材） ２３ 可動フレーム ２４ クランプ機構 ２５ 板 ２７ 支持板 ２８ ガイド片 ２９ ボルト ３０ 枠 ３１ 取付け座 ３２ ストッパー付きガイド ３３ 支持部材 ３４ エアシリンダー ３５ 押さえ金具 ３６ スプリング ３７ スプリング ３８ 取付け座 ３９ 当接片 ４０ 当接片 ４１ ロック機構 ４２ エアシリンダー ４３ 楔 ４４ 逆円錐台状窪み ４４ａ 防塵ゴムシート ４５ 逆円錐台状窪み ４６ 駆動シリンダー ４７ ワーク搬出入装置 Ａ ワーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 白石 宏司 福岡県北九州市戸畑区大字中原46−59 新 日本製鐵株式会社機械・プラント事業部内 (72)発明者 白岩 慎一郎 愛知県名古屋市中村区則武１丁目10番６号 有限会社生産技術研究所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動アームの先部に把持ハンドを備えた
   多間接ロボットを用い、複数の処理ステーションに前記
   把持ハンドで把持したワークを搬送して仕上げ処理を行
   う自動鋳物仕上げ装置において、 前記把持ハンドは、前記駆動アームに直接連結される固
   定フレームと、該固定フレームに防振部材を介して連結
   され、前記ワークを固定するクランプ機構を備える可動
   フレームと、該可動フレームを前記固定フレームに固定
   するロック機構とを有していることを特徴とする自動鋳
   物仕上げ装置。
2. 【請求項２】 前記把持ハンドは前記駆動アームに着脱
   可能に取付けられている請求項１記載の自動鋳物仕上げ
   装置。
3. 【請求項３】 前記処理ステーションには打撃ハンマー
   を備えたハンマーリングステーションを有し、前記多間
   接ロボットによって前記ワークを支持した状態で、該ワ
   ークの打撃による排砂を行う請求項１又は２記載の自動
   鋳物仕上げ装置。
4. 【請求項４】 前記処理ステーションには、エアブロー
   ステーションを有し、前記多間接ロボットによって前記
   ワークを支持した状態で、該ワークの内側ブローを行う
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の自動鋳物仕上げ装
   置。