JPH1099956A - 金型スプレイロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 実情に則した適正な角度のスプレイ噴霧を実
現し、スプレイ剤消費量を低減するとともに、成形品品
質を向上する。 【解決手段】 多関節ロボットのロボット手首先端部に
スプレイノズルを有するスプレイヘッドを接続して、ス
プレイ剤を金型キャビティ面に噴霧する金型スプレイロ
ボットであって、中心部に透孔を有する筒体内に該透孔
内を摺動し前進後退自在なロッドを配設し、該ロッドの
後端部に接続されたコードを巻取巻戻しする可逆転自在
なモータが該筒体内に収納され、該伸縮ロッドの両端に
各々ピン接合された上下一対の平板とから形成され、そ
れぞれの前記モータの巻取回数を制御することによって
前記両平板の交差方向ならびに交差角度を任意に変更し
得る姿勢制御機構を、該ロボット手首先端部と該スプレ
イヘッドとの間に介在させて接合した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、離型剤や保温剤な
どのスプレイ剤をダイカストマシンの金型面へ噴霧する
金型スプレイロボットに係り、特に垂直多関節ロボット
または直交３軸の機構の他に、ロボット手首先端部に取
り付けられたスプレイノズルの姿勢を自由に制御できる
姿勢制御機構を保有した金型スプレイロボットに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、ダイカストマシンの金型キャビテ
ィ面へ離型剤や保温剤などのスプレイ剤を噴霧塗布する
方法は、たとえば、図６に示すように、タンク１の上方
からコンプレッサ２によって供給される加圧用空気を吹
き込んでスプレイ剤をフィルタ３より加圧圧送するとと
もに、電磁弁４および流量調整弁５を経由してスプレイ
装置１０へ送り、コンプレッサ６から供給される噴霧用
エアを電磁弁７および配管８を経由してスプレイ装置１
０へ送ってスプレイ剤Ｌを噴霧したうえスプレイノズル
１０ａより左右一対のプラテン（固定プラテン１１Ａ、
可動プラテン１１Ｂ）に取り付けた金型１２（固定金型
１２Ａ、可動金型１２Ｂ）の表面に噴霧していた。スプ
レイ装置１０は油圧シリンダ９などのアクチュエータで
開状態にある両金型１２Ａ、１２Ｂの中央上下方向に上
下往復動できるよう構成され、スプレイ装置１０のスプ
レイヘッド１０Ａの側面に取り付けた複数個のスプレイ
ノズル１０ａにより、金型１２の被スプレイ面の全面に
均等に隈なく塗布されるよう配慮されていた。また、金
型１２へ噴霧塗布するスプレイ剤Ｌの供給量の調整は、
スプレイ剤Ｌのタンク１とスプレイ装置１０との間に設
けられた流量調整弁５の開度調整でコントロールしてい
た。

【０００３】このように、従来のダイカストマシンのス
プレイ方法は、スプレイ剤の流量やスプレイノズルと金
型キャビティ面との間のスプレイ距離を一定に保つよう
にして、金型に対して一定のスプレイ条件でスプレイ剤
を噴霧していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな金型スプレイロボットは、型開された両金型間の限
定され狭い空間内を、スプレイノズルと金型面との距離
を所望の距離に保持してスプレイすることは出来るけれ
ども、スプレイノズルの角度を変えようとすると金型や
たとえばタイバー等の周辺機器と干渉を起こし、所望の
角度に変更できないことがある。したがって、複雑に凹
凸を有し金型面角度が複雑に変化する金型面にロボット
手首部のスプレイノズルのみを所望の角度に変えて適正
なスプレイ剤噴霧を行なうことができず、そのため、必
要以上の噴霧量を消費したり、金型面を必要以上に冷却
して大きな熱応力を繰り返し与えて金型寿命の低下を来
したり、ブリスタを頻発して成形品品質の低下を招来し
たりしていた。本発明では、このような課題を解決し、
スプレイノズルの姿勢制御が容易に実施でき、かつ、小
型で剛性の高い姿勢制御機構を有し適正な噴霧量を供給
する金型面にスプレイ剤噴霧できる金型スプレイロボッ
トを提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、本発明においては、第１の発明では、多関節ロボ
ットのロボット手首先端部にスプレイノズルを有するス
プレイヘッドを接続して、スプレイ剤供給装置により供
給されるスプレイ剤をダイカストマシン等の金型キャビ
ティ面に噴霧する金型スプレイロボットであって、中心
部に透孔を有する筒体内に該透孔内を摺動し前進後退自
在なロッドを配設するとともに、該ロッドの後端部に接
続されたコードを巻取巻戻しする可逆転自在なモータが
該筒体内に収納され、該ロッドの先端部と該筒体上部と
の間に弾装された圧縮コイル羽根の付勢力に抗して後退
するそれぞれ独立に伸縮自在な３組の伸縮ロッドと、該
伸縮ロッドの両端に各々ピン接合された上下一対の平板
とから形成され、それぞれの前記モータの巻取回数を制
御することによって該伸縮ロッドの長さをそれぞれ任意
に選択設定制御することにより、前記両平板の交差方向
ならびに交差角度を任意に変更し得る姿勢制御機構を、
該ロボット手首先端部と該スプレイヘッドとの間に介在
させて接合した構成とした。そして、第２の発明におい
ては、伸縮ロッドの先端部を、ボールジョイントまたは
ユニバーサルジョイントを介して先端平板とピン接合し
た。また、第３の発明では、第１の発明や第２の発明に
おいて、姿勢制御機構の先端に取り付けるスプレイヘッ
ドに該スプレイヘッドを該姿勢制御機構に対して回転駆
動させるモータを備えた。

【０００６】

【発明の実施の態様】本発明においては、第１の発明で
は、多関節ロボットのロボット手首先端部にスプレイノ
ズルを有するスプレイヘッドを接続して、スプレイ剤供
給装置により供給されるスプレイ剤をダイカストマシン
等の金型キャビティ面に噴霧する金型スプレイロボット
であって、中心部に透孔を有する筒体内に該透孔内を摺
動し前進後退自在なロッドを配設するとともに、該ロッ
ドの後端部に接続されたコードを巻取巻戻しする可逆転
自在なモータが該筒体内に収納され、該ロッドの先端部
と該筒体上部との間に弾装された圧縮コイル羽根の付勢
力に抗して後退するそれぞれ独立に伸縮自在な３組の伸
縮ロッドと、該伸縮ロッドの両端に各々ピン接合された
上下一対の平板とから形成され、それぞれの前記モータ
の巻取回数を制御することによって該伸縮ロッドの長さ
をそれぞれ任意に選択設定制御することにより、前記両
平板の交差方向ならびに交差角度を任意に変更し得る姿
勢制御機構を、該ロボット手首先端部と該スプレイヘッ
ドとの間に介在させて接合した構成としたため、複雑に
角度変化する金型面であっても、その金型面に適合する
角度にスプレイノズルを自由に姿勢制御して、適正なス
プレイ噴霧が実施される。

【０００７】また、第２の発明においても、伸縮ロッド
の先端部を、ボールジョイントまたはユニバーサルジョ
イントを介して上部平板とピン接合したので、３組の伸
縮ロッドの独立した伸縮に対してスプレイノズルの付い
ている先端平板が複雑に角度変化する際に、これに容易
に追随して滑らかな動きが確保される。したがって、複
雑な形状をした金型面であっても、その金型面に適合す
る角度にスプレイノズルを自由に姿勢制御して、適正な
スプレイ噴霧が実施される。

【０００８】さらに、第３の発明では、第１や第２の発
明において、姿勢制御機構の先端に取り付けるスプレイ
ヘッドに該スプレイヘッドを該姿勢制御機構に対して回
転駆動させるモータを備えたため、さらにスプレイヘッ
ドの動きの自由度が増し、一層、肌理の細かい適切なス
プレイ噴霧が可能となる。したがって、本発明では、こ
のような適正な噴霧状態のスプレイ作業が実施できるか
ら、過度のスプレイ剤噴霧や過度の金型面冷却が防止さ
れ、ブリスタ発生の少ない高品質の成形品が得られる。

【０００９】

【実施例】以下図面に基づいて本発明の実施例について
詳細に説明する。図１〜図５は本発明の実施例に係り、
図１はダイカストマシンの全体構成図、図２は金型スプ
レイロボットの制御装置の構成図、図３は金型スプレイ
ロボットの概略側面図、図４は金型スプレイロボットの
姿勢制御機構の斜視図、図５は金型スプレイロボットの
姿勢制御機構の縦断面図である。

【００１０】図１は本発明のダイカストマシン１００の
全体構成の１実施例を示すもので、ダイカストマシン１
００は、金型スプレイロボット２００と金型スプレイロ
ボット２００の制御を司る制御装置３００が付帯装置と
して装備される。金型スプレイロボット２００は、多関
節型のスプレイロボットであり、固定プラテン１１Ａの
頂部に立設され、モータ２１０ａにより竪軸回りに旋回
する回転座２１０と、これに水平軸でピン接合された第
１アーム２２０および第２アーム２３０と、第２アーム
２３０の下端にピン接合されたモータ２４０およびこれ
に接続され竪軸回りに旋回自在な竪軸２５０と、この下
端に連結された姿勢制御機構２８０およびこれに接合さ
れたスプレイヘッド２６０とからなり、スプレイヘッド
２６０にはスプレイノズル（スプレイガンともいう）２
６０ａが金型表面に対向して左右一対または複数対取り
付けられている。そして、図示したスプレイ配管によっ
て所要のスプレイ流量でスプレイ剤を金型キャビティ面
に向けて噴霧塗布する。

【００１１】姿勢制御機構２８０の実施例は、図３や図
４に示すように、スプレイロボット２００の竪軸２５０
先端の手首先端部に接合された基礎平板２８４と先端平
板２８６との一対の平板間に組み込まれた３組の伸縮ロ
ッド２８２の伸縮によって、基礎平板２８４に対して先
端平板２８６の角度を変更自在とするもので、伸縮ロッ
ド２８２の両端は、それぞれボールジョイント（または
ユニバーサルジョイント）２８２ｂ、２８６ａによって
ピン接合される。

【００１２】各々の伸縮ロッド２８２の中間部には、図
５に示すように、伸縮ロッド２８２を通す透孔を有する
筒体２８２ａが設けられ、内部の空洞部に伸縮ロッドの
端部に接続されたコード（紐）を巻き取る巻取ドラムの
回転軸が軸受２８２ｅで軸承され、一端に可逆転自在で
制動機付きのモータ２８２ｆで回転駆動出来るようにな
っている。先端平板２８６側の伸縮ロッド２８２の途中
には、ばね押え２８２ｈが固設さればね押え２８２ｈと
筒体上面との間に圧縮コイルばね２８２ｇが弾装され
る。そして、筒体２８２ａの下端にも伸縮ロッド２８２
が伸びており、下端部はボールジョイント（またはユニ
バーサルジョイント）２８２ｂで基礎平板２８４とピン
接合される。

【００１３】このように構成された伸縮ロッド２８２を
短くしたいときには、モータ２８２ｆを駆動してコード
２８２ｃを所要の長さだけ圧縮コイルばね２８２ｇの付
勢力に抗して巻取り、逆に伸縮ロッド２８２を伸ばした
いときには、コード２８２ｃを所要長さほど巻き戻し、
圧縮コイルばね２８２ｇの復元力により所定の長さにな
る。先端平板２８６の上面（外面）には、直接あるいは
モータ２６０ｂを介在させて先端部にスプレイノズル２
６０ａを備えたスプレイヘッド２６０が取り付けられ
る。上述したように、伸縮ロッド２８２の両端は、ボー
ルジョイント（またはユニバーサルジョイント）２８２
ｂ、２８６ａによって基礎平板２８４、先端平板２８６
とピン接合されているから、３組の伸縮ロッド２８２の
独立した伸縮動作に円滑に追随して先端平板２８６が滑
らかに傾斜できる。

【００１４】姿勢制御機構２８０は、これら３組の伸縮
ロッド２８２に長さに組合せを任意に選定することによ
り、必要な方向に必要な角度だけ基礎平板２８４に対し
て先端平板２８４を傾斜させることが出来る。姿勢制御
機構２８０およびスプレイヘッド２６０は、竪軸２５０
の先端に１個または２個取り付けられる。なお、先端平
板２８６にスプレイヘッド２６０を直接取り付けてもよ
いが、図４に示すように、モータ２６０ｂを先端平板２
８６の裏側に取り付け、表側に突出したモータ出力軸に
スプレイヘッド２６０を接続して、先端平板２８６に対
してスプレイヘッド２６０を回転可能に付設すれば、さ
らにスプレイヘッド２６０の動きの自由度が増し、一
層、肌理の細かい適切な姿勢制御が可能となる。

【００１５】一方、金型スプレイロボット２００の作動
を司る制御装置３００は、金型スプレイロボット２００
の操作を司るロボット制御装置３１０と、ロボット制御
装置３１０にオフラインでスプレイ作業指令を与えるパ
ーソナルコンピュータ（パソコン）３２０と、金型スプ
レイロボット２００の順序起動を制御するシーケンサ３
３０と、シーケンサ３３０の操作指令の基づいてスプレ
イ剤ならびに圧縮エアの供給の連通遮断を行なうバルブ
３４０とダイカストマシン操作盤３５０とバルブ３４０
へスプレイ剤を供給するスプレイ剤供給装置（離型剤供
給装置）３６０等から構成される。

【００１６】図２は制御装置３００の詳細構成を示した
ものであり、パーソナルコンピュータ３２０の代わりに
使用されるオフラインプログラミング装置３２０には、
図示したように、マウス３２０ａやキーボード３２０ｂ
などの入力装置と、記憶装置３２０ｃと、画面表示装置
（ＣＲＴ画面）３２０ｄと、プリンタ３２０ｅが備えら
れる。

【００１７】以上のように構成された図４や図５に示す
姿勢制御機構２８０を備えたダイカストマシン１００の
金型スプレイロボット２００の作動について説明する。
あらかじめ金型スプレイロボット２００の順序起動を制
御するシーケンサ３３０へ動作指令を発信するオフライ
ンプログラミング装置３２０へ、金型スプレイロボット
２００の動作経路を指定した動作プログラムを作成して
入力するとともに、金型面の凹凸や曲面に合わせてスプ
レイノズル２６０ａの噴霧軸が金型面に直交する（正確
には、スプレイ噴霧流の中心軸と金型面とが直交する）
ように、各々の動作経路で姿勢制御機構２８０に対して
動作指令を発信させ、噴霧中、スプレイノズル２６０ａ
噴霧軸が金型面に対して出来るだけ直角となるように動
作させる。姿勢制御機構２８０は、これらの発信信号に
応じて、先端平板２８６の傾斜方向や傾斜角度をあらか
じめ設定されたアルゴリズムにより演算し、３つの伸縮
ロッド２８２の前進後退量を制御し所望の姿勢制御を行
なう。

【００１８】以上のようにして、比較的簡便な方法で金
型スプレイロボットの動作中、金型スプレイロボットの
動作と連動して、スプレイノズル２６０ａの噴霧軸を複
雑な曲面を有する金型面に常に直交するように姿勢制御
する。このようにして、スプレイ流量と姿勢制御をリン
クさせ、スプレイノズル２６０ａと金型面との距離やス
プレイ角度など実情に合わせたスプレイが実施される。
スプレイ噴霧作業において、スプレイノズル噴霧流が金
型面に直交すると、噴霧状態が均一となり、それと同時
に噴霧量が少なくて済むから、スプレイ剤の消費を最低
限に止めることができるとともに、金型冷却履歴が小さ
く金型寿命の延命化が達成され、ブリスタ発生を少なく
出来るので成形品品質も向上する。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、金型スプレイロボットの動作に連動してスプレイヘ
ッドの姿勢制御が容易に実施され、動作経路に対して離
型剤や保温剤などのスプレイ剤の必要最小量の供給が可
能となるから、下記のような優れた効果を奏することが
できる。すなわち、 （１）鋳造品の品質が向上する。 （２）スプレイ剤飛散量の減少を図ることが出来、スプ
レイ剤の低減化が実現される。 （３）金型寿命の延命を図ることが出来る。 （４）ブリスタ発生を抑制出来るので、成形品欠陥が少
なくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るダイカストマシンの全体
構成図である。

【図２】本発明の実施例に係る金型スプレイロボットの
制御装置の構成図である。

【図３】本発明の実施例に係る金型スプレイロボットの
概略側面図である。

【図４】本発明の実施例に係る金型スプレイロボットの
姿勢制御機構の斜視図である。

【図５】本発明の実施例に係る金型スプレイロボットの
姿勢制御機構の要部縦断面図である。

【図６】従来のダイカストマシンの全体構成図である。

【符号の説明】

１ タンク ２ 圧気源（コンプレッサ） ３ フィルタ ４ 電磁弁 ５ 流量調整弁 ６ 圧気源（コンプレッサ） ７ 電磁弁 ８ 配管 ９ 油圧シリンダ １０ スプレイ装置 １１ プラテン １１Ａ 固定プラテン １１Ｂ 可動プラテン １２ 金型 １２Ａ 固定金型 １２Ｂ 可動金型 １００ ダイカストマシン ２００ スプレイロボット ２１０ 回転座 ２１０ａ モータ ２２０ 第１アーム ２３０ 第２アーム ２３２ ロボット手首先端点 ２４０ モータ ２５０ 竪軸 ２６０ スプレイヘッド ２６０ａ スプレイノズル（スプレイガン） ２６０ｂ モータ ２８０ 姿勢制御機構 ２８２ 伸縮ロッド ２８２ａ 筒体 ２８２ｂ ボールジョイント（またはユニバーサル・ジ
ョイント） ２８２ｃ コード ２８２ｄ 巻取ドラム ２８２ｅ 軸受 ２８２ｆ モータ ２８２ｇ 圧縮コイルばね ２８２ｈ ばね押え ２８４ 基礎平板 ２８６ 先端平板 ２８６ａ ボールジョイント（またはユニバーサル・ジ
ョイント） ３００ 制御装置 ３１０ ロボット制御装置 ３２０ パーソナルコンピュータ（オフラインプログラ
ミング装置） ３２０ａ マウス ３２０ｂ キーボード ３２０ｃ 記憶装置 ３２０ｄ ＣＲＴ画面 ３２０ｅ プリンタ ３３０ シーケンサ ３４０ バルブ ３５０ ダイカストマシン操作盤 ３６０ スプレイ剤供給装置（離型剤供給装置）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多関節ロボットのロボット手首先端部に
   スプレイノズルを有するスプレイヘッドを接続して、ス
   プレイ剤供給装置により供給されるスプレイ剤をダイカ
   ストマシン等の金型キャビティ面に噴霧する金型スプレ
   イロボットであって、 中心部に透孔を有する筒体内に該透孔内を摺動し前進後
   退自在なロッドを配設するとともに、該ロッドの後端部
   に接続されたコードを巻取巻戻しする可逆転自在なモー
   タが該筒体内に収納され、該ロッドの先端部と該筒体上
   部との間に弾装された圧縮コイル羽根の付勢力に抗して
   後退するそれぞれ独立に伸縮自在な３組の伸縮ロッド
   と、該伸縮ロッドの両端に各々ピン接合された上下一対
   の平板とから形成され、 それぞれの前記モータの巻取回数を制御することによっ
   て該伸縮ロッドの長さをそれぞれ任意に選択設定制御す
   ることにより、 前記両平板の交差方向ならびに交差角度を任意に変更し
   得る姿勢制御機構を、該ロボット手首先端部と該スプレ
   イヘッドとの間に介在させて接合したことを特徴とする
   金型スプレイロボット。
2. 【請求項２】 伸縮ロッドの先端部を、ボールジョイン
   トまたはユニバーサルジョイントを介して先端平板とピ
   ン接合した請求項１記載の金型スプレイロボット。
3. 【請求項３】 姿勢制御機構の先端に取り付けるスプレ
   イヘッドに該スプレイヘッドを該姿勢制御機構に対して
   回転駆動させるモータを備えた請求項１記載または請求
   項２記載の金型スプレイロボット。