(57)【要約】  本発明は、鋳造物から始まるワークを作る操作を実行するシステム（１）である。システム（１）は、鋳造操作から得られる鋳造物が積み込まれるロードステーション（Ａ）及びワークが降ろされるアンロードステーション（Ｂ）からなる。システム（１）は、操作ステーション（１０）を備え、操作ステーション（１０）は、鋳造物から廃棄される部分に切断操作、例えば、湯口、湯道、ウエル、真空分岐、及び／または鋳造バリなどを取り除く操作を実行する。操作ステーション（１０）は、供給源を介して、鋳造物の所定の部分を切断するレーザビームを放射するレーザヘッド（１１）と廃棄される部品を鋳造物から切断する所定の切断パスにしたがってそれを支持しそれを移動するためにレーザヘッド（１１）に操作可能に接続されたヘッド支持及び移動手段（１５）を備える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳造操作によって得られる鋳造物が積み込まれるロードステーション（Ａ）と、ワークが降ろされるアンロードステーション（Ｂ）を備える、前記鋳造物から始まる前記ワークを作る操作を実行するシステム（１）であって、
前記システム（１）は、前記ロードステーション（Ａ）と前記アンロードステーション（Ｂ）の間の操作ステーション（１０）を備え、
前記操作ステーション（１０）において、前記鋳造物を切断する操作は、例えば、湯口、湯道、ウエル、真空分岐、及び／または鋳造バリなどを取り除くために、
−前記鋳造物の所定の部分を切断する供給源を介してレーザビームを放射するレーザヘッド（１１）と、
−廃棄されるその部分の前記鋳造物から切断を実行するために、所定の切断経路にしたがって、ヘッドを支持し、移動するために前記レーザヘッド（１１）に操作可能に接続された前記ヘッドを支持し、移動する手段（１５）と、
を備える操作を実行する、システム（１）。
【請求項２】
前記レーザヘッド（１１）は、好ましくは、複数回鋳造物の同じ部分を通過する必要なく、単一の連続切断操作または複数の連続切断操作が実行される、単一の所定の切断経路に沿って、前記ヘッド支持及び移動手段（１５）によって動かされる、請求項１に記載のシステム（１）。
【請求項３】
前記レーザヘッド（１１）は、前記供給源を介して、切断される前記鋳造物の前記部分の厚さにしたがって、強度可変な前記レーザビームを放射する、請求項１または２に記載のシステム（１）。
【請求項４】
さらに、前記ロードステーション（Ａ）と前記操作ステーション（１０）の間に配置された検知ステーション（２０）を備え、
前記検知ステーション（２０）は、前記鋳造物の寸法と形状を検知する検知装置（２１）を備え、前記廃棄されるその部品の位置を検知する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシステム（１）。
【請求項５】
検知装置（２１）は、好ましくはレーザ観測機支持及び移動手段（２１５）によって移動される少なくとも１つのレーザ観測機（２１１）を備える、請求項４に記載のシステム（１）。
【請求項６】
前記検知装置（２１）は、また前記鋳造物の前記部分の厚さを定義するのに適切である、請求項４または５に記載のシステム（１）。
【請求項７】
さらに前記検知装置（２１）によって集められた情報を受信し、前記操作ステーション（１０）の前記レーザヘッド（１１）が操作する専用の前記切断経路を定義するためにそれを処理するプロセスユニットを備える、請求項４乃至６のいずれか１項に記載のシステム（１）。
【請求項８】
さらに前記操作ステーション（１０）による切断操作で生成されるレーザ切断バリを取り除くために、前記操作ステーション（１０）から出る半完成ワークにバリ取り操作を実行する、前記操作ステーション（１０）の下流に配置された、デバリングステーション（３０）を備える、請求項１乃至７のいずれか１項に記載のシステム（１）。
【請求項９】
さらに前記操作ステーション（１０）の下流及び／または前記デバリングステーション（３０）の下流に配置された、補助操作ステーション（４０）を備え、
前記補助操作ステーション（４０）は、前記操作ステーション（１０）及び／または前記デバリングステーション（３０）から出る前記半完成ワークに機械操作を実行し、半完成上段階ワークを得る、請求項１乃至８のいずれか１項に記載のシステム（１）。
【請求項１０】
前記ワークの寸法制御及び機械的品質制御操作を実行する、前記アンロードステーション（Ｂ）の上流に配置された制御ステーション（５０）を備え、
好ましくは、前記制御ステーション（５０）は、前記ワークのマーキング及び追跡操作を実行する、請求項１乃至９のいずれか１項に記載のシステム（１）。
【請求項１１】
前記制御ステーション（５０）は、また前記ワークのマーキング及び追跡操作を実行する、請求項１０に記載のシステム（１）。
【請求項１２】
さらに、前記ロードステーション（Ａ）から始まり、前記アンロードステーション（Ｂ）で終わる異なるステーションを通って前記鋳造物ワークを移動する、鋳造物ワーク移動手段を備え、
好ましくは、前記鋳造物ワーク移動手段は、少なくとも１つの自動案内を備えるロボット移動ユニット（６１）を備える、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のシステム（１）。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のシステムによる鋳造操作によって得られる鋳造物から始まるワークを作る処理。
【請求項１４】
−廃棄されるそれぞれの部品を前記鋳造物から切断する操作、例えば、レーザ切断ヘッドを備える操作ステーションによって、例えば湯口、湯道、ウエル、真空分岐、及び／または鋳造バリなどを取り除くための操作を実行するステップを備える、鋳造操作によって得られる鋳造物から始まるワークを作る処理。
【請求項１５】
さらに
−前記鋳造物の寸法及び形状を検知し、前記廃棄される部品の位置を検知するステップと、
−前のステップで検知された切断経路にしたがって、前記レーザヘッドによる鋳造物を切断する前記操作を実行するステップと、
を備える請求項１４に記載の鋳造操作によって得られる鋳造物から始まるワークを作る処理。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳造物から始まるワークを作る操作を実行するシステムに関する。同時に、本発明のオブジェクトは、また鋳造物から始まるワークを作る処理である。
【０００２】
特に、本処理によると、「鋳造物」は、鋳造操作によって得られる生産物である。特に、「鋳造物」は、重力鋳造操作によって、低圧で、またはダイカストで得られた生産物を意味する。したがって、鋳造物は、鋳造操作の最適な成功に必要である、多くの部分を含み、続けて湯口、湯道、ウエル、真空分岐、及び／または鋳造バリなどが取り除かれる。
【０００３】
それゆえ、鋳造操作によって得られる鋳造物から始まり、半完成ワークを得るために、当該部品を取り除くための特定の操作を実行する必要がある。
【０００４】
本発明は、当該鋳造物及び結果として生じるワークが例えば鉄合金または非鉄合金など、例えば、アルミニウム合金、真ちゅう合金またはマグネシウム合金などの軽合金などの金属材料で作られる、技術背景に設置されることが好ましい。
【背景技術】
【０００５】
従来技術の状態において、鋳造物の機械的操作及び特にそのような部分の分離を含む切断操作を実行し、したがって仕上げ、市場へ出すためにさらなる機械的操作を実行する半加工または半完成品を得る既知のシステム及び機械がある。
【０００６】
そのようなシステム及び機械が遭遇する主な問題は、柔軟性がないことである。これらの機械的操作は、実質的に同じである鋳造物に実行されるのみである。特に、それぞれの機械的切断操作は、特定の鋳造物で設計され及び具体的に表される。事実上、それぞれの鋳造物において、特別な切断ダイは、設計され、また「切断プレス」として知られる、特別な機械によって駆動される。
【０００７】
さらに、特に複雑な鋳造物の機械的切断操作は、いくつかの場合において比較的長い時間を含むいくつかの通路を必要とする特定の複雑な操作を実行する必要がある。
【０００８】
したがって、機械的切断に関するこれらの問題を克服する要求が強く感じられる。
【発明の概要】
【０００９】
したがって、本発明の目的は、鋳造の操作の特定の状況にそれ自身を置くことによってこの要求に合うシステムを提供し、当該問題を改善することである。
【００１０】
この目的は、請求項１に記載されたシステムによって達成される。しかしながら、同時に、この目的は、また請求項１３によるそのようなシステムによって実行される処理によって、及びまた請求項１４に記載された処理によって達成される。それに従属する請求項は、さらに有利な態様を含む好ましい実施形態を示す。
【００１１】
本発明の目的は、以後添付された図面の助けを借りて詳細に記載される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】好ましい実施形態による本発明の目的であるシステムの概略斜視図を示す。
【図２】本発明による機械のシステムのさらなる概略図を示す。
【図３ａ−３ｃ】ブロック図によって、本発明の目的であるシステムの３つのそれぞれの好ましい実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
当該図を参照しながら、例えば本発明の目的であるものであるシステム、すなわち鋳造物からワークを作る操作を実行するシステムは、符号１で示される。
【００１４】
特に、システム１、本発明の目的は、鋳造操作から得られる鋳造物が積み込まれるローディングステーションＡとワークが降ろされるアンロードステーションＢを備える。
【００１５】
言い換えると、鋳造操作によって得られた鋳造物は、システム１に入り、完成または半完成ワークは、対象市場に置かれるために出現する。特に、当該ワークは、例えば、エンジンのブロックまたはギアボックスまたはトランスミッションユニットの本体などの部品、または例えば自動車のサスペンションハウジングまたは自動車部品のシャフトまたは支持構造などの構造部品を含む。言い換えると、当該ワークは、実質的に立体的な側面を有する。
【００１６】
本発明によると、ロードステーションＡとアンロードステーションＢの間に、システム１は、例えば湯口を取り除く（ｄｅｓｐｒｕｉｎｇ）及びバリを取り除く操作などの鋳造物から廃棄されるそれぞれの部品を切断する操作が実行される、操作ステーション１０を備える。
【００１７】
言い換えると、ワークは、操作ステーション１０に入り、完成及び／または半完成生産物が出る。事実上、取り除かれる全ての部品は、操作ステーション１０で切断される。特に限定することなく図２を参照しながら、鋳造物は、操作ステーションに収容されて示されるが、次のステーションに、完成及び／または半完成ワークがある。
【００１８】
当該操作ステーション１０は、供給源を介して、鋳造物の所定の部分を切断するレーザビームを放射するレーザヘッド１１を備える。
【００１９】
さらに、当該操作ステーション１０は、鋳造物の切断を実行する所定の切断経路にしたがって、ヘッドを支持しそれを移動するためのレーザヘッド１１に操作可能に接続されたヘッド支持及び移動手段１５を備える。
【００２０】
言い換えると、操作ステーション１０において、廃棄される部品の切断操作（すなわち除去）は、機械的でなく、適切な移動レーザヘッドによって、入ってくる鋳造物に実行される。
【００２１】
レーザヘッド１１は、好ましい切断経路に沿って移動されることが好ましい。言い換えると、レーザヘッド１１は、それらから湯口、湯道、ウエル、真空分岐、及び／または鋳造バリなどを分離するために鋳造物の周りを移動する。典型的に、鋳造物の周りに取り除かれる多様なそのような部分がある。
【００２２】
レーザヘッド１１は、それが単一連続切断操作を実行する単一の切断経路に沿って、ヘッド支持及び移動手段１５によって移動される。
【００２３】
そうでなければ、レーザヘッド１１は、複数の連続切断操作を通って、ヘッド支持及び移動手段１５によって移動する。例えば、はじめに外周切断を実行し、その後、ワークの内部を切断する。
【００２４】
言い換えると、本発明によると、レーザヘッド１１は、何度も鋳造物の同じ部分を通過する必要を避ける方法で移動され、操作される。
【００２５】
本発明によると、切断経路は、ワークをただ一回通過する当該切断操作を実行するための最も短い経路である。
【００２６】
好ましい実施形態によると、レーザヘッド１１はその切断経路において、異なる厚さで切断される部分を操作する。
【００２７】
好ましい実施形態によると、レーザヘッド１１は、供給源を介して、切断される鋳造物の部分の厚さに依存して、強度が可変であるレーザビームを放射する。
【００２８】
例えば、一定の厚さにおいて、レーザヘッド１１は、３倍小さい厚さにおいて放射されるレーザビームより３倍大きい強度でレーザを放射する。例えば、湯口を切断するために放射されるレーザビームは、バリを切断するためのレーザビームより強い。
【００２９】
好ましい実施形態によると、当該ヘッド支持及び移動手段１５は、レーザヘッド１１を支持する擬人化ロボットを備えるタイプのものである。
【００３０】
好ましい実施形態によると、システム１は、さらにロードステーションＡと操作ステーション１０の間に配置された、すなわち操作ステーション１０の上流の、検知ステーション２０を備える。
【００３１】
当該検知ステーション２０は、鋳造物の寸法と形状を検知する検知装置２１を備え、廃棄されるその部品の位置を検知する。言い換えると、検知ステーション２０は、鋳造物の様々な部分を識別し、検知し、異なる部品の形状、大きさ及び相対位置を認識する。
【００３２】
言い換えると、検知ステーション２０は、鋳造物の間の任意の形状差を検知するのに適切である。これは、典型的に鋳造操作による鋳造物とその部品の寸法差及び異なる寸法許容誤差を検知することを意味する。
【００３３】
好ましい実施形態によると、検知装置２１は、好ましくはレーザ観測機支持及び移動手段２１５によって移動される少なくとも１つのレーザ観測機２１１を備える。
【００３４】
好ましい実施形態によると、当該レーザ観測機支持及び移動手段２５は、レーザ観測機２１１を支持する擬人化ロボットを備えるタイプのものである。
【００３５】
好ましい実施形態によると、検知装置２１は、また鋳造物の部分の厚さを識別するのに適切である。
【００３６】
例えば、検知装置２１は、鋳造物ウエルの見かけの厚さ（すなわち典型的１から３ｍｍ）に対して、鋳造バリの厚さ（すなわち典型的に０．１から０．５ｍｍの間）に対して、湯口の見かけの厚さ（すなわち典型的に３から６ｍｍ）を検知するのに適切である。
【００３７】
本発明の好ましい実施形態によると、さらにシステム１は、検知装置２１によって集められた情報を受信し、操作ステーション１０のレーザヘッド１１が操作する専用の切断経路を定義するためにそれを処理するプロセスユニットを備える。
【００３８】
言い換えると、プロセスユニットは、システムに入る特定の鋳造物にしたがって検知ステーション２０に集められた情報を変換する。プロセスユニットは、検知ステーション２０から情報を受信し、数学的計算及び特定のアルゴリズムによって、それを座標に変換し、レーザヘッド１１が鋳造物のそれぞれの部分を切断するように制御する。したがって特に、プロセスユニットは、鋳造物のそれぞれの部分、大きさ及び形状の軌道及びレーザ強度を制御する。
【００３９】
好ましい実施形態によると、検知ステーション２０は、また第１の操作の実行の上流で、鋳造物が廃棄されるかどうかを検査する。
【００４０】
好ましい実施形態によると、システム１は、また操作ステーション１０の下流に配置されたデバリングステーション３０を備える。特に、このデバリングステーション３０は、操作ステーション１０を出る半完成生産物にバリ取り操作を実行する。デバリングステーション３０によって、レーザ切断からのバリは、半完成生産物から取り除かれる。
【００４１】
デバリングステーション３０は、また取り除かれなかったまたは特に操作ステーション１０でのみ取り除かれなかった残りのバリにバリ取り操作を実行するのに適切であることが好ましい。
【００４２】
好ましい実施形態によると、デバリングステーション３０は、移動モータ軸によって回転するように駆動される工具を運ぶ制御ロボットを備える。
【００４３】
好ましい実施形態によると、システム１は、さらに出てくる半完成生産物に機械的操作を実行するのに適切な、操作ステーション１０の下流に配置される、補助操作ステーション４０を備え、半完成上段階ワークを得る。
【００４４】
例えば、当該補助操作ステーション４０は、デバリングステーション３０からの出口において、半完成ワークに、例えばドリルでの穴開け、押し抜き、またはねじ立てまたはフライス加工など機械的操作を実行するのに適切である。
【００４５】
好ましい実施形態によると、最終半完成ワークは、操作ステーション１０の出口において得られる。いくつかの変形実施形態によると、最終半完成ワークは、デバリングステーション３０からの出口において得られる。さらなる変形実施形態によると、最終半完成ワークは、補助操作ステーション４０からの出口において得られる。
【００４６】
好ましい実施形態によると、検知ステーション２０からの情報を受信する処理ユニットは、またデバリングステーション３０及び補助操作ステーション４０において実行される次の操作を制御する。
【００４７】
さらに、本発明のさらなる実施形態によると、システム１は、前のステーションの半完成ワークに寸歩制御及び機械品質操作を実行する、アンロードステーションＢの上流に配置された制御ステーション５０を備える。
【００４８】
さらに、当該制御ステーション５０は、またワークにマーキング及び追跡操作を実行することが好ましい。
【００４９】
好ましい実施形態によると、制御ステーション５０は、また半完成または完成ワークが廃棄されるかどうか、すなわち上記操作の実行の下流で、検査する。
【００５０】
好ましい実施形態によると、制御ステーション５０は、ワークに機械またはレーザマーキング操作を実行する。制御ステーション５０は、ワークにマーキングを実行するのに適切な強度を有するレーザを備えるロボットを備えることが好ましい。
【００５１】
好ましい実施形態によると、システム１は、ロードステーションＡからアンロードステーションＢに異なるステーションを通って鋳造物ワークを移動する、鋳造物ワーク移動手段を備える。
【００５２】
鋳造物ワーク移動手段は、特定の軌道に従うことが好ましい。言い換えると、鋳造物ワーク移動手段は、実質的に一方向に鋳造物ワークを移動する。
【００５３】
鋳造物ワーク移動手段は、自動案内を備える少なくとも１つのロボット移動ユニット６１を備えることが好ましい。言い換えると、鋳造物ワーク移動手段は、必要に応じて自動案内を備えるロボット移動ユニット６１を移動することによって鋳造物ワークを移動する。したがって、自動案内を備えるロボット移動ユニット６１は、また要求に応じて記載されたステーションのいくつかを飛ばすことができる。
【００５４】
また、本発明の目的は、前述の請求項のいずれかによるシステムを通る鋳造操作によって得られる鋳造物から始まるワークを作る処理である。
【００５５】
さらに本発明の目的は、以下のステップを備える鋳造操作によって得られる鋳造物から始まるワークを作る一般処理である。
【００５６】
−レーザ切断ヘッドを備える操作ステーションによって、例えば湯口、湯道、ウエル、真空分岐、及び／または鋳造バリなどを取り除くための操作など、廃棄されるそれぞれの部品を鋳造物から切断する操作を実行するステップ。
【００５７】
好ましい実施形態によると、処理は、これらの操作が例えばレーザの強度を変えること、または鋳造物の同じ部分に複数の通路を作ることにより、要求に応じてレーザヘッドによって実行されることを提供する。
【００５８】
この好ましい実施形態によると、処理は次のステップを備える。
【００５９】
−鋳造物の寸法と形状を検知し、廃棄されるその部品の位置を検知するステップ。
【００６０】
−前のステップで検知される切断経路にしたがってレーザヘッドによって鋳造物を切断する前記操作を実行するステップ。
【００６１】
したがって、処理は、可能な限り最も効果的で効率的な方法でレーザ切断の操作ステップを実行するために、検知される情報を処理するステップを備えることが好ましい。
【００６２】
革新的に、本発明の目的であるシステムは、従来技術の問題を解決するのに適切である。同時に、本発明の目的である処理は、またこれらの問題を解決する。
【００６３】
有利に、本発明は、高い柔軟性によって特徴付けられる。有利に、操作ステーションにおいて、異なる大きさまたは形状の鋳造物が切断され、特にその代わりに所定の形状と大きさのワークで作動するダイと機械的切断プレスを備える、操作ステーションと異なる。
【００６４】
有利に、鋳造物は、システムでランダムに積み込み可能である。
【００６５】
有利に、本発明の目的であるシステムは、鋳造物の切断操作の実行のための柔軟で普遍的な解決法であり、ヘッド支持及び移動手段、すなわち擬人化ロボットの最大操作半径内で、任意のタイプの鋳造物を処理することができる。
【００６６】
有利に、鋳造物は、システムに入り、その形状及び物理特性が検証されて半完成または完成ワークが出る。
【００６７】
有利に、レーザヘッドは、鋳造物の寸法変動を考慮するような方法で操作することが適切である。有利に、レーザヘッドは、切断される部分のタイプに依存して強度を可変に制御できる。
【００６８】
有利に、切断経路は、可能な限り速く計算され、鋳造物の相違する部分を考慮する。
【００６９】
有利に、半径軌道は、鋳造の生産操作に関する可能な寸法変動を考慮する。
【００７０】
有利に、レーザは、金属材料で作られた、好ましくは、鉄合金または非鉄合金、例えばアルミニウム合金、真ちゅう合金またはマグネシウム合金などの例えば軽合金などの金属材料で作られる鋳造物の切断操作を実行するのに非常に適切である。
【００７１】
有利に、レーザヘッドは、鋳造物の部分に接近するために最も不通で難しいものに届くために必要に応じて６次元で移動可能である。有利にレーザヘッドは、可能な限り最も効果的で効率的な傾斜で操作するように移動可能である。
【００７２】
有利に、システムは、入口で鋳造物を検査し、直接それを廃棄する可能性を評価し、その結果鋳造物にそれぞれの操作を実行することを回避する。
【００７３】
有利に、システムは、ワークが去る前にワークを検査し、直接それを廃棄する可能性を評価し、その結果ワークが使用や販売に向かって進むことを回避する。
【００７４】
システムの実施形態に、当業者は、特定の要求に合わせるために、機能的に等価な他と要素の変形または置換ができる。そのような変形は、また続く請求項によって定義される保護範囲内に含まれる。
【００７５】
さらに、可能な実施形態に属すると記載されたそれぞれの変形は、記載される他の変形と無関係に実施されることができる。
【図１】
2021518269.tif 000003
【図２】
2021518269.tif 000004
【図３ａ−３ｃ】
2021518269.tif 000005
【国際調査報告】
2021518269.tif 000006
2021518269.tif 000007
2021518269.tif 000008