(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
離型剤等を局所的に噴霧可能な複数のスプレーノズルを備えたロボットハンドと、該ロボットハンドの先端に設けたワーク保持機構と、ロボットハンドを制御するため一直線にならんだ制御部材と、該制御部材を格納するための外枠とを備えることを特徴とするスプレー装置。
【請求項２】
ロボットハンドは、制御部材先端に連結した対の第１アームと、該第１アーム夫々に連結されていて、外枠先端部で支承揺動する対の第２アームと、該第２アームに設けたスプレーノズルと、第２アーム先端に設けた突起爪とから成る請求項１記載のスプレー装置。
【請求項３】
制御部材は、先端にロボットアームが連結されているシリンダーに連結された第１ピストンと、該第１ピストンを制御する第２ピストンとを含む請求項１または２記載のスプレー装置。
【請求項４】
前記ワーク保持機構は対向する第２アーム夫々の先端に設けた突起爪から成る請求項１乃至３のいずれか記載のスプレー装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は成形後のワークを取り出し保持可能であると共に金型成形面に対するスプレーノズルの噴射方向を適宜変化でき、ダイカストにおける作業工程の効率化を図れるスプレー装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図７に示すように金型への離型剤等１０７の噴射（吹き付け）は噴射方向が固定されたスプレーノズル１０３で行われていた。離型剤等１０７の塗布について説明する。金型を構成する固定型１０１と可動型１０２とが型開きされて配置されている。制御装置１１０にはアーム１０８が取り付けられており、アーム１０８の先端にはスプレー本体１０４が取り付けられ、スプレー本体１０４には金型成形面１０５，１０６の形状に合わせて多数のスプレーノズル１０３が両側に取り付けられている。ここで制御装置１１０はアーム１０８の進退運動及び離型剤等１０７の噴射の制御等を行っている。実際の離型剤等１０７の塗布はまずスプレー本体１０４を、型開きされた固定型１０１と可動型１０２との間に進入させる。ついで固定型１０１と可動型１０２との夫々の金型成形面１０５，１０６に向けて全てのスプレーノズル１０３から離型剤等１０７を一斉に噴射する。このとき、駆動装置１１０によりスプレー本体１０４を金型成形面１０５，１０６の必要個所へ移動させて離型剤等１０７を噴射させるもので、このアーム１０８の移動により、金型成形面１０５，１０６全体に離型剤等１０７を塗布するようにしている。さらに、アーム１０８に取り付けたワーク把持装置（不図示）によって金型から出来上がったワークを取り出し、そのワークを別の場所（仮置台等）に運ぶ。それからアーム１０８に取り付けたワーク把持装置を取り外し、スプレー本体１０４をアーム１０８に再度取り付けて金型成形面１０５，１０６に離型剤等１０７を吹き付けていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように離型剤等１０７の吹き付けは所定時間、多数のスプレーノズル１０３から離型剤等１０７を同時に噴射させていた。そのため、離型剤等１０７同士が相互干渉を起こして、離型剤等１０７の大部分が塗布したい金型成形面１０５，１０６に到着せずに飛散してしまうことがあった。このことは離型剤等１０７を無駄にしてしまうだけでなく、金型成形面１０５，１０６の全面に均一に十分に離型剤等１０７を塗布できない。逆にむらなく十分に塗布しようとすると必要以上に離型剤等１０７を噴射しなければならず、離型剤等１０７の一層の浪費となる。さらに塗布したくない金型成形面１０５，１０６にも多量の離型剤等１０７がかかって金型温度のバランスを崩したり、作業環境の悪化を来たす。その結果、スプレー時間の延長と相侯って金型の冷やし過ぎによる鋳造サイクルの遅延を招いた。特に、狭い金型開き寸法の中ではスプレー本体１０４を塗布したい金型成形面１０５，１０６に離型剤等１０７が塗布できる最適な角度に傾けることは難しいものであった。
【０００４】
また、スプレー本体１０４に多数のスプレーノズル１０３を用い、これらのスプレーノズル１０３を金型成形面１０５，１０６の形状に合わせて最適な位置に来るように配置させている。そのため金型成形面１０５，１０６の形状が変わると、それに応じてスプレーノズル１０３の使用数や配置を最適な状態に再配置せねばならない。しかしスプレーノズル１０３は多数あり、その配置は何度も実験を行いながら設定せねばならないから、設定作業が非常に煩雑であった。また従来では、ワーク把持装置とスプレー本体１０４との交換工程等が必要になり、ダイカストの作業効率の低下を招いていた。
【０００５】
そこで本発明は叙上のような従来存した諸事情に鑑み創出されたもので、金型成形面の形状に対応してスプレーノズルの噴射方向を変化させ、塗布すべき金型成形面に確実に離型剤等を塗布でき、また出来上がったワークを金型から取り出し、金型成形面に離型剤等を塗布する際のワーク把持装置とスプレー本体の交換工程をなくし、鋳造サイクルの短縮を図りダイカストの作業効率の向上を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するため、本発明にあっては、離型剤等を局所的に噴霧可能な複数のスプレーノズルを備えたロボットハンドと、該ロボットハンドの先端に設けたワーク保持機構と、ロボットハンドを制御するため一直線にならんだ制御部材と、該制御部材を格納するための外枠とを備える構成である。
またロボットハンドは、制御部材先端に連結した対の第１アームと、該第１アーム夫々に連結されていて、外枠先端部で支承揺動する対の第２アームと、該第２アームに設けたスプレーノズルと、第２アーム先端に設けた突起爪とから成り、制御部材は、先端にロボットアームが連結されているシリンダーに連結された第１ピストンと、該第１ピストンを制御する第２ピストンとを含むものとして構成できる。
さらに前記ワーク保持機構は対向する第２アーム夫々の先端に設けた突起爪から成るものである。
【０００７】
以上のように構成された本発明に係るスプレー装置にあっては、制御部材でロボットハンドの動作を制御する構成である。ロボットハンド（トグル機構）を利用することによって、ロボットハンドに備えた複数のスプレーノズルの離型剤等の噴射方向が変わる構成である。このようにスプレーノズルの噴射方向が変わることによって、塗布すべき金型成形面の形状に合わせてスプレーノズルの噴射方向が変わりスプレーノズルから噴射される離型剤等を確実に金型成形面に塗布できる。またロボットアームの先端には金型によって成形された後のワークを取り出し把持するためのワーク保持機能を備えている。ロボットアームの対になった先端にワークを挟むための突起爪を備え、ロボットアームがワークを挟むとその突起爪がワークを把持する構成である。ロボットアームを制御する制御部材は全て外枠の中にあり、外枠自体は、ダイカスト作業用のいわゆるロボットに連繋されるのであり、そのロボット側の流体制御機器に接続された制御部材によって、シリンダー、第１ピストン及び第２ピストン等が作動され、これによってロボットアームが制御される構成である。
【０００８】
ロボットアームを制御する制御部材のシリンダー、第１ピストン及び第２ピストンは一直線にならんでいる。シリンダーはロボットアームの基部である連結部分（Ａ）に連結されている。またシリンダーは第１隔室を往復運動する第１ピストンと連結されており、第１ピストンの往復運動に追従してシリンダーも往復運動を行う。シリンダーの往復運動によりロボットアームに備えられたスプレーノズルの噴射方向が変化する。第２隔室には第２ピストンがあり、第１ピストンを制御する働きを担っている。具体的には、第２ピストンは第１ピストンの運動を微小調整する機構を担っている。また第２ピストンは第１ピストンと連結されておらず、第１ピストンに比べて短い。
【０００９】
本発明におけるロボットアームは対となっている第１アーム及び第２アームとでトグル機構が構成されている。すなわち図１に示すＡ、Ｂ及びＣがロボットアームの構成支点となっている。Ａはシリンダーと第１アームとの接合（連結）点であり、一対の第１アームが開脚する支点となっている。Ｂは第１アームと第２アームとの連結点（アーム連結部）であり、第１アームと第２アームとが開脚する支点となっている。Ｃは第２アームの支点であり、Ｃを支点として第２アーム自体は揺動することになる。その結果、支点Ａの進退は、これを進退させるシリンダーの進退力に比し、第２アーム先端の開閉力は倍加されたものとなり、ワークを強く確実に把持させるというものである。また、第２アームに備えられたスプレーノズルの噴射方向も変化するというものである。つまり、金型成形面の形状に合わせてロボットアームにおける第２アームの曲げ角度を変化させて最適のスプレーノズルの前後に沿う噴射方向を、またワークに対する保持間隔、角度等を定める構成である。
【００１０】
さらにワーク保持機構である突起爪はワークを把持しやすいように、前記ロボットに外枠によって取り付けられることで、該ロボット自体の移動、回転等に追随して所定の距離で進退し、所定の角度で回転・曲がる構成になっている。すなわちロボットアーム、制御部材を格納する外枠は、金型側方等に配置されて金型に対して進退するロボットに取り付けられる。ロボット自体の進退、所定角度の曲りに伴い噴射方向の移動調整、ワーク取り出し時の把持角度の調整を行える。このような構成にすることによって、金型によって成形された後のワークを把持し、即座にスプレーノズルより離型剤等の塗布を金型成形面に対して行うことが出来る。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明するに、図１に示すように、スプレー装置１は制御室２とピストン隔室３とから構成されていて、これらを格納している外枠４によって、ダイカスト作業用のロボット７５に連繋されている。制御室２側にはロボットアーム１０及びシリンダーである制御軸３０をスライド案内して支持する支持部材１９が配置されている。ロボットアーム１０は対となっている第１アーム１１と第２アーム１３夫々から成り立っている。二つの第１アーム１１の一方の端部同士が連結部分１２（支点Ａ）で繋がれて対となっていて、該連結部分１２は制御軸３０によって押されたり引かれたりして、対となっている第１アーム１１が開いたり閉じたりできる構成になっている。第１アーム１１の他方の端部はアーム連結部１６（支点Ｂ）で第２アーム１３と連結されている。第２アーム１３は第２アーム１３自体の支点１５（支点Ｃ）で外枠４先端に設けてある支持べース２０によって揺動自在に支持されている。第２アーム１３の外側にはスプレーノズル１７及び該スプレーノズル１７に離型剤等８３を供給する供給管が連結される注入口１８が設けられている。従って、注入口１８に送られてきた離型剤等８３は連繋部分を経てスプレーノズル１７から噴射されることになる。また本実施の形態ではスプレーノズル１７及び供給口１８が二組、計４個で構成されているが、この構成に限定されるものではない。
【００１２】
第２アーム１３の先端には第２アーム１３自体の側方に突出する突起爪１４が取り付けられている。突起爪１４は金型で出来上がったワーク７０を取り出し運ぶためのワーク保持機構となっている。具体的には、対となっている第２アーム１３夫々の突起爪１４同士で挟着することでワーク７０を運ぶ機構になっている（図２、図４、図５参照）。またその際に、ロボット７５の所定角度の回転によってロボットアーム１０、ワーク保持機構自体等が所定の角度だけ回転され、把持姿勢が制御できるものとなっている。
【００１３】
外枠４内のピストン隔室３は制御室２側と仕切部材６０によって仕切られている。仕切部材６０は中空部材の形状をなしており、制御軸３０及び第１ピストン３２が行き来するための中空孔６１が設けられている。制御軸３０と第１ピストン３２はロボットアーム１０を制御するために連結点３１で連結されている。仕切部材６０に隣接して第１隔室３６が設けられている。第１ピストン３２は第１隔室３６内にあり、その中を往復運動することになる。第１隔室３６の端部近傍夫々には第１供給口４０及び第２供給口４１が対向する位置に設けられている。この第１供給口４０及び第２供給口４１には第１ピストン３２を駆動するための圧縮空気等の作動流体が例えばロボット７５側から注入される。本実施の形態ではエアを用いているが、特にこれに限定されるものではない。
【００１４】
第１隔室３６に隣接して第２隔室３８が設けられている。第２ピストン３４は第２隔室３８内にありその中を往復運動することになる。第２隔室３８の端部近傍には第３供給口４２が設けられており、第２ピストン３４を駆動するための圧縮空気等の作動流体である媒体がロボット７５側から注入される。本実施の形態ではエアを用いているが、特にこれに限定されるものではない。
【００１５】
またシリンダーである制御軸３０は、断面でほぼ矩形筒状を呈する外枠４内で、対向する側壁相互間で連結した支持ロッドによって支持形成した支持部材１９によって外枠４の前後方向に沿うようにスライド自在に支持されている。
【００１６】
つぎに本実施の形態のスプレー装置１の作動について説明する。金型よりワーク７０を取り出すために進退するロボット７５先端等に外枠４によって連繋、接続して取り付けておく。そのロボット７５の進退でロボットアーム１０を金型における金型パーティ面（金型の固定型と可動型の合わせ面）８５近傍へ運ぶ（図５参照）。金型パーティ面８５には鋳造されたワーク７０の余剰部分７１がビスケット状の形状で突出しているので、これをロボットアーム１０における第２アーム１３先端の突起爪１４（ワーク保持機構）で把持する。すなわち図４に示すように、ロボットアーム１０先端の突起爪１４がビスケット状の余剰部分７１を把持する。把持に際しては余剰部分７１の大きさによってロボットアーム１０に対する制御も異なってくる。本実施の形態のように余剰部分７１が大きい場合には、第２供給口４１及び第３供給口４２にエアを供給することにより制御軸３０を後退位置にしておき、突起爪１４同士を離反させるようにして大きく拡開させておく。また余剰部分７１が小さい場合には、第２供給口４１にエアを供給することにより第１ピストン３２を第１隔室３６内の仕切部材６０の方向へ押す。すると制御軸３０も押され第１アーム１１同士が開脚され、アーム連結部１６が外枠４先端側へ移動する。このときロボットアーム１０の第２アーム１３は図２に示すように、各第２アーム１３が制御軸３０と平行となる水平状態になる。さらに制御軸３０を前進させると、その結果、第１アーム１１と第２アーム１３とは鋭角をなし、対となっている第２アーム１３同士が接近するのに伴い突起爪１４同士は傾いて接近する。図３に示すように、この突起爪１４同士の間隔であれば小さいワークを把持することが可能となる。このとき制御軸３０の前進によって第２アーム１３同士を接近させるとき、トグル機構による倍力作用で強い挟着力が生じ、この強い力で余剰部分７１を挟み、余剰部分７１を把持したままロボット７５によってワーク７０を仮置場へ運ぶ。
【００１７】
つぎに離型剤等８３の噴射方向の変化を図６を用いて説明する。ロボット７５の進退により、金型の可動型８１と固定型８２の間の型開きした隙間にスプレー装置１を進入配置する。金型は可動型（側）８１が凸形状、固定型（側）８２が凹形状であり、図６（Ａ）では可動型８１の凸部を上る傾斜部分に離型剤等８３を塗布する状況が示されている。この場合には第１供給口４０にエアを供給し第１ピストン３４を第２隔室３８の方向へ押し戻す。これにより制御軸３０も第１ピストン３４と共に押し戻される。するとロボットアーム１０自体は、その基部である連結部分１２（支点Ａ）が後方に押し戻されて第２アーム１３は第２アームの支点Ｃを基点に連結部分１２の方向へ引っ張られる。第１アーム１１と第２アーム１３とはほぼ一直線になり、第２アーム１３同士は鋭角となり、外向きに拡開する（図１参照）。これによってスプレーノズル１７の噴射方向が定まる。このように傾斜部分に離型剤等８３の噴射を行うには、傾斜部分の傾きに合わせて第１供給口４０へのエアの供給を調整してスプレーノズル１７の噴射方向を定めていくことになる。また図６（Ａ）ではスプレーノズル１７から離型剤等８３の噴射が片側からだけ行われているが、両側のスプレーノズル１７から離型剤等８３の噴射を行うことも可能である。
【００１８】
図６（Ｂ）及び図２では平坦な面に離型剤等８３を塗布する状況（金型成形面に垂直に塗布する場合）が示されている。この場合にはスプレーノズル１７を塗布すべき金型成形面に平行に配置する。具体的には、第１供給口４０にエアを供給し第１ピストン３２を第２隔室３８側へ移動させる。そして第３供給口にエアを供給し第２ピストン３４を押し込み、第１ピストン３２と第２ピストン３４とを接触させる。その結果、制御軸３０が前進してロボットアーム１０を外枠４前方側に押し、第１アーム１１同士の間の角度は広がる。また第２アーム１３は支点Ｃを支点に水平方向になる（図２参照）。その結果、第２アーム１３同士は平行になりスプレーノズル１７の噴射方向が定まり、離型剤等８３を噴射する。両側のスプレーノズル１７から離型剤等８３の噴射が行われ、塗布すべき金型成形面の平坦の面が全て塗布される。
【００１９】
図６（Ｃ）及び図３では可動型８１の凸部を下る傾斜部分に離型剤等８３を塗布する状況が示されている。この場合、アーム連結部１６における第１アーム１１と第２アーム１３との間の角度が鋭角になるようにロボットアーム１０を設定すればよい。具体的には、第２供給口からエアを供給し第１ピストン３２を第１隔室３６内で仕切部材６０の方向へ移動することにより、制御軸３０がロボットアーム１０を一層前方に押す。その結果、第１アーム１１同士の間が広がり開脚される。その動作に伴い第２アーム１３は支点Ｃを支点にしてアーム連結部１６（Ｂ）を外枠４の外方に向けて移動する。その結果、第１アーム１１と第２アーム１３とが鋭角をなし、第２アーム１３同士を内向きに窄める（図３参照）。これにより、スプレーノズル１７の噴射方向が外枠４の前方側に向こう方向に定まる。このように凸形状から下る傾斜部分の可動側８１の金型成形面に対してスプレーノズル１７の噴射方向が最適なものとなり、スプレー装置１の移動と共に塗布すべき傾斜部分も変化していくが、それは第２供給口４１へのエアの供給により調節して対処する。
【００２０】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されているため、塗布すべき金型成形面の形状に応じてスプレーノズルの噴射方向を定めることができる。そのため塗布すべきではない金型成形面には塗布せずに済み、また無駄に多量の離型剤等の噴射を行う必要もなくなった。またスプレーノズルを備えたロボットアームの先端にワーク保持機構を備えるため、金型からのワークの取り出しと金型成形面への離型剤等の塗布を間断なく行うことができる。結果として鋳造サイクル全体の短縮化を図れ、作業効率の向上を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態であるスプレー装置のロボットアームの開いた状態を示す側面図である。
【図２】本発明の実施の形態であるスプレー装置のロボットアームの水平状態を示し、またワークを把持している側面図である。
【図３】本発明の実施の形態であるスプレー装置のロボットアームの閉じた状態を示す側面図である。
【図４】本発明の実施の形態であるスプレー装置がワークを把持しているときの正面図である。
【図５】本発明によるスプレー装置の金型パーティ面のワークを把持しているときの平面図である。
【図６】本発明によるスプレー装置の金型成形面への離型剤等の塗布の状況を示す側面図である。
（Ａ）は凸部を上る傾斜部分に離型剤等を塗布する状況を示す側面図である。
（Ｂ）は平坦な面に離型剤等を塗布する状況を示す側面図である。
（Ｃ）は凸部を下る傾斜部分に離型剤等を塗布する状況を示す側面図である。
【図７】従来のスプレー装置の断面図である。
【符号の説明】
１…スプレー装置                      ２…制御室
３…ピストン隔室                      ４…外枠
１０…ロボットアーム                  １１…第１アーム
１２…連結部分（支点Ａ）              １３…第２アーム
１４…突起爪                          １５…第２アームの支点（Ｃ）
１６…アーム連結部（支点Ｂ）          １７…スプレーノズル
１８…注入口                          １９…支持部材
２０…支持ベース
３０…制御軸                          ３１…連結点
３２…第１ピストン                    ３４…第２ピストン
３６…第１隔室                        ３８…第２隔室
４０…第１供給口                      ４１…第２供給口
４３…第３供給口
６０…仕切部材                        ６１…中空穴
７０…ワーク                          ７１…ビスケット状の余剰部分
８１…可動型（側）                    ８２…固定型（側）
８３…離型剤等
１０１…固定型                        １０２…可動型
１０３…スプレーノズル                １０４…スプレー本体
１０５…金型成形面                    １０６…金型成形面
１０７…離型剤等                      １０８…アーム
１１０…制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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