特開 2023-7212 ロボットアーム装置の先端部のハンド及びこれを用いた坩堝のハンドリング方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023007212

(43)【公開日】2023-01-18

(54)【発明の名称】ロボットアーム装置の先端部のハンド及びこれを用いた坩堝のハンドリング方法

(51)【国際特許分類】

   B22D 41/00 20060101AFI20230111BHJP

   F27D 3/14 20060101ALI20230111BHJP

   F27D 3/06 20060101ALI20230111BHJP

   B22D 41/12 20060101ALI20230111BHJP

   G01N 1/00 20060101ALI20230111BHJP

【ＦＩ】

B22D41/00 D

F27D3/14 Z

F27D3/06 A

F27D3/06 B

B22D41/12 Z

B22D41/00 Z

G01N1/00 101A

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021110315

(22)【出願日】2021-07-01

(71)【出願人】

【識別番号】000183303

【氏名又は名称】住友金属鉱山株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100136825

【弁理士】

【氏名又は名称】辻川 典範

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(72)【発明者】

【氏名】近藤 千果

【テーマコード（参考）】

2G052

4E014

4K055

【Ｆターム（参考）】

2G052AA11

2G052AD32

2G052AD52

2G052CA42

2G052CA46

2G052HC15

2G052JA07

4E014HA00

4K055AA05

4K055EA05

4K055JA00

(57)【要約】

【課題】 ベルトコンベア等の搬送手段の載置面上に複数の坩堝を高密度に並べることが可能なロボットアーム装置のハンドを提供する。
【解決手段】 ロボットアーム装置３１の先端部に取り付けられるハンド１０であって、１又は複数個の坩堝Ｃを保持する貫通部１２を有する短冊状の板状部材１１を有し、貫通部１２は、板状部材１１の長手方向に延在する第１側縁部１１ａ側から坩堝Ｃを出し入れできるように第１側縁部１１ａ側が開放しており、複数の坩堝Ｃを搬送するベルトコンベア３２の載置面上のうち、融解炉３３の装入口よりも上流側の装入前坩堝載置位置３２ａに坩堝Ｃを１又は複数個ずつ載置する機能と、融解炉３３の退出口よりも下流側の退出後坩堝待機位置３２ｂで待機している坩堝Ｃを１又は複数個ずつ掬い上げる機能とを兼ね備えている。
【選択図】 図１０

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロボットアーム装置の先端部に取り付けられるハンドであって、１又は複数個の坩堝を保持する貫通部を有する短冊状の板状部材を有し、該貫通部は、該板状部材の長手方向に延在する一側縁部側から該坩堝を出し入れできるように該一側縁部側が開放しており、複数の坩堝を連続的又は断続的に搬送する搬送手段の載置面上のうち、該搬送手段によって搬送される複数の坩堝内の被加熱物を順次加熱する加熱炉の装入口よりも上流側の位置に坩堝を１又は複数個ずつ載置する機能と、該加熱炉の退出口よりも下流側の位置で待機している坩堝を１又は複数個ずつ掬い上げる機能とを兼ね備えたハンド。

【請求項2】

前記ハンドは、前記板状部材の長手方向に平行な軸を中心として回動させることで前記貫通部に保持している前記坩堝を傾けたときに該坩堝が該貫通部から脱落するのを防止する落下防止手段を更に備える、請求項１に記載のハンド。

【請求項3】

前記貫通部は、前記坩堝の下端面を基準として該坩堝の全高の６０～７０％の高さに該当する部分が嵌合する大きさを有している、請求項１又は２に記載のハンド。

【請求項4】

前記ハンドが前記板状部材を２枚有しており、それらは互いに鏡像対称となる形状を有しており、それらの長手方向が互いに平行であって且つそれらの短手方向が互いに直交するように、前記貫通部が開放している側の一側縁部側とは反対側の他側縁部側同士が互いに結合している、請求項１～３のいずれか１項に記載のハンド。

【請求項5】

１台のロボットアーム装置の先端部に取り付けられたハンドを用いた坩堝のハンドリング方法であって、前記ハンドは、１又は複数個の坩堝を保持する貫通部を有する短冊状の板状部材を有し、該貫通部は、該板状部材の長手方向に延在する一側縁部側から該坩堝を出し入れできるように該一側縁部側が開放しており、複数の坩堝を連続的又は断続的に搬送してそれらを順次加熱炉内に装入する搬送手段の載置面上のうち、該加熱炉の装入口の上流側の位置に加熱前の内容物の入った坩堝を１又は複数個ずつ載置する工程と、前記加熱炉の退出口の下流側の位置で待機している加熱後の内容物の入った坩堝を１又は複数個ずつ掬い上げて該内容物を排出する工程とを交互に繰り返す、坩堝のハンドリング方法。

【請求項6】

前記載置する工程においては、前記坩堝が保持されている前記板状部材において、前記貫通部の開放している一側縁部側が前記加熱炉に対向し、前記掬い上げる工程においては前記坩堝を掬い上げる際に使用する前記板状部材において前記貫通部の開放している一側縁部側が前記加熱炉に対向するように、前記板状部材をその長手方向に延在する軸を中心として回動させる、請求項５に記載の坩堝のハンドリング方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロボットアーム装置の先端部に取り付けられるハンド及び該ハンドを用いた坩堝のハンドリング方法に関する。

【背景技術】

【0002】

鉱石に含まれる金や銀等の貴金属成分を定量分析する方法として、乾式試金分析法が知られている。乾式試金分析法は、分析対象の鉱石を酸化鉛及び融剤と混合することで調製した試料を坩堝に入れ、これを融解炉に装入して融解することで金や銀等の貴金属を鉛に溶け込ませて他の金属と分離し、得られた貴金属と鉛との合金に対して灰吹き法によって処理することで、貴金属のみを取り出してその質量を測定する定量分析法である。

【0003】

上記の乾式試金分析法では、試料の入った坩堝を融解炉内に装入し、該坩堝内の試料を例えば１２００℃の温度条件で所定の時間かけて加熱することにより十分に融解させた後、該坩堝を融解炉から取り出して内部の融解状態の試料を速やかに鋳型に注ぎ込む作業が必要であり、従来は作業者がこれら一連の作業を坩堝バサミを用いて手作業で行っていた。そのため、作業者は高温の環境下で融解炉に近接して作業を行なう必要があり、作業者にとって作業負担が大きく、また安全性を確保するために様々な措置を講ずる必要があった。

【0004】

そこで、作業者の作業負担を軽減すると共に安全上の問題を解消するため、上記のように手作業に頼っていた乾式試金分析の際の坩堝のハンドリングを自動化することが提案されている。例えば特許文献１には、複数の坩堝の載置面を備えた回転可能な円形の台座と、該台座によって連続的に搬送される複数の坩堝を順次装入してその内部の試料を溶解する溶解炉と、融解炉の装入口より上流側の該載置面上に溶解前の試料が入った坩堝を載置したり、融解炉の退出口より下流側の該載置面上に載置されている溶融状態の試料が入った坩堝を持ち上げたりするロボットアーム装置とを備えた試料融解装置が開示されている。

【0005】

特許文献１には、上記の試料融解装置を用いることで乾式試金分析試料の溶解作業を簡略化できるので、作業効率を大幅に高めることができると記載されている。しかしながら、特許文献１の試料溶解装置のロボットアーム装置は、その先端部に設けられている開閉自在な爪状部材からなるチャック手段によって坩堝を把持することで、該坩堝を台座の載置面上に載置したり該載置面上から持ち上げたりするものであるため、開閉時の爪状部材やその作動のための駆動部等と物理的に干渉するのを避けるため、台座の載置面上に複数の坩堝を高密度に並べることができず、試料融解装置の処理能力を高めることができなかった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１２－１３２６７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、ベルトコンベア等の搬送手段の載置面上に複数の坩堝を並べてそれらを順次融解炉などの加熱炉に装入する際に、該載置面上に該複数の坩堝を高密度に並べることが可能なロボットアーム装置のハンドを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するため、本発明に係るロボットアーム装置の先端部に取り付けられるハンドは、１又は複数個の坩堝を保持する貫通部を有する短冊状の板状部材を有し、該貫通部は、該板状部材の長手方向に延在する一側縁部側から該坩堝を出し入れできるように該一側縁部側が開放しており、複数の坩堝を連続的又は断続的に搬送する搬送手段の載置面上のうち、該搬送手段によって搬送される複数の坩堝内の試料を順次加熱する加熱炉の装入口よりも上流側の位置に坩堝を１又は複数個ずつ載置する機能と、該加熱炉の退出口よりも下流側の位置で待機している坩堝を１又は複数個ずつ掬い上げる機能とを兼ね備えていることを特徴としている。

【0009】

また、本発明に係る坩堝のハンドリング方法は、１台のロボットアーム装置の先端部に取り付けられたハンドを用いた坩堝のハンドリング方法であって、該ハンドは、１又は複数個の坩堝を保持する貫通部を有する短冊状の板状部材を有し、該貫通部は、該板状部材の長手方向に延在する一側縁部側から該坩堝を出し入れできるように該一側縁部側が開放しており、複数の坩堝を連続的又は断続的に搬送してそれらを順次加熱炉内に装入する搬送手段の載置面上のうち、該加熱炉の装入口の上流側の位置に加熱前の内容物の入った坩堝を１又は複数個ずつ載置する工程と、前記加熱炉の退出口の下流側の位置で待機している加熱後の内容物の入った坩堝を１又は複数個ずつ掬い上げて該内容物を排出する工程とを交互に繰り返すことを特徴としている。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、搬送手段によって複数の坩堝を加熱炉内に順次装入して加熱する際に、該搬送手段の載置面上に該複数の坩堝を高密度に並べることができるので、該加熱炉の処理能力を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施形態のハンドを先端部に有するロボットアーム装置の一具体例を示す斜視図である。

【図2】本発明の第１実施形態のハンドが坩堝を保持している状態を示す斜視図である。

【図3】図２のハンドの１つの貫通部を真上から見た部分平面図（ａ）、及び該貫通部と坩堝との保持時及び出し入れ時の位置関係を示す側面図（ｂ）である。

【図4】図２のハンドを用いて坩堝を載置するときの一連の動作を示す側面図である。

【図5】図２のハンドを用いて坩堝を掬い上げるときの一連の動作を示す側面図である。

【図6】図２のハンドが有する棒状体の支持部の角度位置が制御される場合を示す側面図である。

【図7】図２のハンドを回動させて坩堝内の試料を鋳型に注いでいる状態を示す側面図である。

【図8】本発明の第２実施形態のハンドが坩堝を保持している状態を示す斜視図である。

【図9】図８のハンドを９０°回動させることで２枚の板状部材を交互に用いる様子を示す側面図である。

【図10】図２のハンドを先端部に備えたロボットアーム装置を用いて坩堝をハンドハンドリングしている様子を示す平面図である。

【図11】図２又は図８のハンドを先端部に備えたロボットアーム装置を用いて坩堝をハンドリングしている様子を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明に係るハンドの実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この本発明の実施形態のハンドは、ロボットアーム装置の先端部に取り付けられるいわゆるエンドエフェクターであり、被加熱物が入った複数の坩堝を連続的又は断続的に搬送して順次加熱炉内に装入する搬送手段の載置面上のうち、該加熱炉の装入口よりも上流側の位置に坩堝を１又は複数個ずつ載置する機能と、該加熱炉の退出口よりも下流側の位置で待機している坩堝を１又は複数個ずつ掬い上げる機能とを兼ね備えている。

【0013】

上記の加熱炉については特に限定はなく、一方向に走行する無限軌道のベルトコンベアによって搬送される複数個の坩堝をトンネル状の加熱炉内に順次通過させて連続的に加熱する加熱炉でもよいし、中心軸の周りに回転する円型又は環状の基台によって搬送される複数個の坩堝をトンネル状の加熱炉内に順次通過させて連続的に加熱する加熱炉でもよい。また、加熱炉の用途についても特に限定はないが、以下の本発明の実施形態においては、鉱石に含まれる金や銀等の貴金属を乾式試金分析法により定量分析するため、該鉱石を酸化鉛及び融剤と混合して調製した試料が入った複数の坩堝を無限軌道のベルトコンベアによる搬送で炉内に順次装入することで試料を融解する融解炉である場合を例に挙げて説明する。

【0014】

１．融解装置
本発明の実施形態のハンドによってハンドリングされる坩堝の内容物である試料を融解処理する融解装置は、載置面上に載置された複数の坩堝を連続的又は断続的に搬送する搬送手段と、この搬送手段によって搬送される複数の坩堝がトンネル状の炉内を順次通過する間にそれらの内容物である試料を加熱することで融解する融解炉とから構成される。

【0015】

具体的に説明すると、搬送手段は例えば無限軌道を有するベルトコンベアからなり、融解炉の装入口から入って該融解炉内の炉底部分を一方向に走行した後、反対側の退出口から出るように構成されている。これにより、該ベルトコンベアの載置面となるコンベア面上のうち、融解炉の装入口の上流側の装入前坩堝載置位置に後述するロボットアーム装置で順次載置された坩堝は、該ベルトコンベアの連続的又は断続的な走行により融解炉の装入口から装入され、融解炉の内部で加熱されることで該坩堝内の試料の融解が行われる。融解炉内で融解された試料の入った坩堝は、該ベルトコンベアの連続的又は断続的な搬送によって融解炉の退出口から出た後、この退出口の下流側の退出後坩堝待機位置まで搬送され、ここで上記のロボットアーム装置によって掬い上げられる。

【0016】

２．ロボットアーム装置
上記のコンベア面上に坩堝を載置したり該コンベア面上から坩堝を掬い上げたりするロボットアーム装置には、例えば図１の形状を有するマニュピレーターとも称する垂直多関節構造のロボットを用いるのが好ましい。この図１に示すロボットアーム装置は、一般的に床面にボルト等で固定されるベース部１と、ベース部１の上面部においてＡ１軸を中心として水平旋回自在に設けられた旋回部２と、旋回部２の上端部においてＡ２軸を中心として前後に回動自在に連結された縦リンク部（下腕部）３と、縦リンク部３の先端部においてＡ３軸を中心として上下方向に回動自在に連結された横リンク部（上腕部）４と、横リンク部４の先端部においてＡ４軸を中心として回動自在に連結されている手首部５とから構成される。この手首部５は中央部分でＡ５軸を中心として曲がるようになっており、且つ先端部において本発明の実施形態のハンド１０がＡ６軸を中心として回動自在に取り付けられている。次に、本発明の実施形態のハンド１０について具体的に説明する。

【0017】

３．ハンド
３.１ 第１実施形態
本発明の第１実施形態のハンド１０は、図２に示すように、短冊状の板状部材１１からなり、この板状部材１１は３個の坩堝Ｃをそれぞれ保持する３つの貫通部１２を有している。これにより、第１実施形態のハンド１０は、連続的又は断続的に走行する搬送手段の載置面上のうち、融解炉の装入口よりも上流側の位置に坩堝を１又は複数個ずつ載置する機能と、該融解炉の退出口よりも下流側の位置で待機している坩堝を１又は複数個ずつ掬い上げる機能とを兼ね備えることが可能になる。

【0018】

上記の３つの貫通部１２は、板状部材１１の長手方向に沿って等間隔に設けられており、且つ板状部材１１の長手方向に延在する両側縁部のうち、一方の側縁部（第１側縁部１１ａ）側における各貫通部１２に対応する位置が部分的に切り取られることで開放している。これにより、ハンド１０により坩堝Ｃを載置したり掬い上げたりするときに、この板状部材１１の第１側縁部１１ａの開放部分を介して、坩堝Ｃを出し入れすることができる。

【0019】

図３（ａ）に示すように、各貫通部１２の内径Ｄは、坩堝Ｃを安定的に保持できるのであれば特に限定はないが、図３（ｂ）に示すように、坩堝Ｃの下端面を基準として坩堝Ｃの全高Ｈの６０～７０％となる高さＨ_１に該当する坩堝Ｃの外径部分が嵌合する大きさを有していることが好ましい。また、図３（ｂ）に示すように坩堝Ｃの形状は下方に向うに従って縮径する形状を有しているので、図３（ａ）に示す各貫通部１２の開放部分の幅Ｗは、上記の高さＨ_１の外径部分よりも低い位置の外径部分で出し入れを行なえるように、全高Ｈの３０～４０％となる高さＨ_２に該当する坩堝Ｃの外径部分がちょうど通過できる大きさであることが好ましい。なお、図２に示すように、略円形の貫通部１２の内壁面は、貫通部１２の中心軸を含む任意の面で切断したときの形状が、なめらかに湾曲した凸状になっているのが好ましい。

【0020】

上記構造のハンド１０の貫通部１２に予め保持されている１～３個の坩堝Ｃを搬送手段の載置面上の所定の位置に載置するときは、図４に示すように、図示しないロボットアーム装置で先ずハンド１０を搬送手段の載置面Ｓ上の所定の載置位置の真上に移動させ、そこから載置面Ｓの法線方向に沿ってハンド１０を真下に降下させることで坩堝Ｃの下端面を載置面Ｓに当接させる。このとき、板状部材１１の厚み方向の中央部の載置面Ｓからの高さは、図３に示す高さＨ_１に相当する。この高さＨ_１の位置からハンド１０を更に降下させて、板状部材１１の厚み方向の中央部の載置面Ｓからの高さが図３に示す高さＨ_２以下となるようにする。この高さを維持しつつ載置面Ｓに対して平行で且つ図４の紙面右方向となる板状部材１１が坩堝Ｃから離間する方向にハンド１０を移動させる。これにより坩堝Ｃの載置面Ｓ上の所定の位置への載置が完了する。

【0021】

一方、搬送手段の載置面Ｓ上の所定の位置に載置されている坩堝Ｃを上記のハンド１０を用いて１～３個ずつ掬い上げるときは、基本的には上記の図４の場合とは逆方向にハンド１０を作動させればよい。具体的には、図５に示すように、先ず搬送手段の載置面Ｓに対して板状部材１１の姿勢を略平行に維持しつつその厚み方向の中央部の載置面Ｓからの高さが図３に示す高さＨ_２以下となる位置までロボットアーム装置でハンド１０を移動させる。このとき、板状部材１１の第１側縁部１１ａ側が坩堝Ｃに対向するようにする。この姿勢のままで板状部材１１を坩堝Ｃに近づけていくことでその第１側縁部１１ａ側に設けられている３つの貫通部１２の開放部分から１～３個の坩堝Ｃをこれら貫通部１２内にそれぞれ進入させる。１～３個の坩堝Ｃの貫通部１２内への進入が完了した時点で上記のハンド１０の水平方向の移動を停止する。次に、載置面Ｓの法線方向に沿ってハンド１０を真上に上昇させることで、各貫通部１２の内周縁部に全体的に坩堝Ｃの側面を当接させる。このとき、板状部材１１の厚み方向の中央部の載置面Ｓからの高さは図３に示すＨ_１に相当する。更にハンド１０を上昇させることで、板状部材１１による坩堝Ｃの掬い上げが完了する。

【0022】

第１実施形態のハンド１０は、図２に示すように、板状部材１１の長手方向に平行に延在する棒状体１３が貫通部１２を跨ぐようにして貫通部１２の上方に設けられている。これにより、板状部材１１をその長手方向に平行な軸を中心として回動させることで貫通部１２に保持している坩堝Ｃを傾けたとき、坩堝Ｃが貫通部１２から脱落するのを防ぐことができる。この棒状体１３の支持構造については、板状部材１１の第１側縁部１１ａ側に設けられている貫通部１２の開放部分を介して坩堝Ｃを出し入れするときに物理的に干渉しないのであれば特に限定はないが、例えば棒状体１３の両端部に、棒状体１３の軸方向に対して垂直に延在する１対の支持部１４の一端部をそれぞれ設け、これら１対の支持部１４の他端部を、板状部材１１の第１側縁部１１ａとは反対側の側縁部で支持するのが好ましい。

【0023】

なお、図４及び５に示すように、貫通部１２の開放部分を介して坩堝Ｃを出し入れするときは、板状部材１１の厚み方向の中央部の載置面Ｓからの高さを図３に示す高さＨ_２以下にするので、このときに棒状体１３が坩堝Ｃの上部に物理的に干渉しないように、板状部材１１から棒状体１３までの離間距離は、貫通部１２に坩堝Ｃを保持しているときの板状部材１１から坩堝Ｃの上端部までの距離よりも長くする必要がある。

【0024】

この場合、上記の離間距離を容易に調整できるように、例えば、板状部材１１の第１側縁部１１ａとは反対側の側縁部に、板状部材１１の長手方向に平行な固定軸を設け、この固定軸に１対の支持部１４の他端部を回動可能に支持すると共に、螺子等の固定手段を用いて１対の支持部１４を所定の角度位置で固定できる構造にするのが好ましい。或いは、板状部材１１の第１側縁部１１ａとは反対側の側縁部に、所定の角度位置で軸止することが可能な回転軸を回転可能に設け、この回転軸に１対の支持部１４の他端部を取り付けた構造にしてもよい。上記のいずれの構造においても、上記の角度位置を適宜調整することにより、上記の板状部材１１から棒状体１３までの離間距離を容易に調整することができる。

【0025】

更に、上記の固定軸を用いる場合は１対の支持部１４をアクチュエータで回動制御し、上記の回転軸を用いる場合は該回転軸をアクチュエータで回動制御するのが好ましい。このように、アクチュエータで回動制御することによって、１対の支持部１４の角度位置を制御できるので、ハンド１０の各操作段階に応じて上記の板状部材１１から棒状体１３までの離間距離を自動的に調節することができる。例えば、図６に示すように、貫通部１２の開放部分を介して坩堝Ｃを出し入れする段階（ａ）では１対の支持部１４の角度位置をαに制御し、坩堝Ｃを貫通部１２に保持している段階（ｂ）では１対の支持部１４の角度位置をβに制御することで、板状部材１１から坩堝Ｃの上端部までの距離が夫々異なる操作段階に応じて、上記の離間距離を調節することができる。

【0026】

上記構造の棒状体１３を備えることで、例えば図７に示すように、板状部材１１の貫通部１２に坩堝Ｃを保持した状態のまま板状部材１１をその長手方向に延在する軸を中心として回動させることで坩堝Ｃを傾け、これにより坩堝Ｃ内の融解状態の試料を鋳型Ｍに注ぐ際に、１点鎖線で示すように貫通部１２の開放部分の両端を支点として坩堝Ｃが転がり落ちようとしたり滑り落ちようとしたりしても、坩堝Ｃの上端開口部の周縁部分に棒状体１３が当接するので、坩堝Ｃの貫通部１２からの脱落を防ぐことができる。このように、第１実施形態のハンド１０は、坩堝Ｃに対して可動部材を用いて握ったり掴んだりするものではなく、可動部のない極めて簡易な構造を有しているにもかかわらず、貫通部１２に保持されている坩堝Ｃを横向き（すなわち９０°）又はそれ以上の角度に傾動させても坩堝Ｃが貫通部１２から脱落することはない。

【0027】

上記のように、第１実施形態のハンド１０は、板状部材１１の長手方向に沿って複数の貫通部１２が設けられているので、１回の動作で１又は複数個の坩堝Ｃを所定の載置面上に載置することができ、また、１回の動作で所定の載置面から１又は複数個の坩堝Ｃを掬い上げることができる。更に、第１実施形態のハンド１０をその長手方向に沿った軸を中心として回動させることで、１又は複数個の坩堝Ｃから融解状態の試料を複数の鋳型Ｍにそれぞれ注ぎ込むことができる。なお、図２に示すハンド１０は板状部材１１に３つの貫通部１２を有するものであったが、これに限定されるものではなく、貫通部１２の数は３つ以外の複数でもよいし、１個のみでもよい。

【0028】

３.２ 第２実施形態
本発明の第２実施形態のハンドは、坩堝を１又は複数個ずつ載置する機能と、載置されている坩堝を１又は複数個ずつ掬い上げる機能とを兼ね備えた２枚の短冊状の板状部材からなり、これら２枚の板状部材は互いに鏡像対称となる形状を有している。更にこれら２枚の板状部材は、それらの長手方向が互いに平行であって且つそれらの短手方向が互いに直交するように結合している。

【0029】

より具体的に説明すると、図８に示すように、第２実施形態のハンド１００は、第１板状部材１１１及び第２板状部材１２１からなり、これらのうち、第１板状部材１１１は図２に示す第１実施形態の板状部材１１とほぼ同じ形状を有しており、第２板状部材１２１は第１板状部材１１１に対して鏡像対称の関係にある。すなわち、第１板状部材１１１は、その長手方向に沿って３個の坩堝Ｃをそれぞれ保持する３つの貫通部１１２が等間隔に設けられており、各貫通部１１２は第１側縁部１１１ａ側において開放されている。同様に第２板状部材１２１は、その長手方向に沿って３個の坩堝Ｃをそれぞれ保持する３つの貫通部１２２が等間隔に設けられており、各貫通部１２２は第１側縁部１２１ａ側において開放されている。このように、互いに鏡像対称関係にある第１板状部材１１１及び第２板状部材１２１は、第１側縁部１１１ａ、１２１ａとは反対側の側縁部同士で互いに結合している。

【0030】

かかる構造を有するハンド１００を用いることにより、これら第１板状部材１１１及び第２板状部材１２１の長手方向に延在する軸を中心として９０°回動させることによって、図９に示すように、図示しないベルトコンベアのコンベア面上のうち加熱炉の装入口よりも上流側の位置に坩堝Ｃを載置するときは、ハンド１００の回動により紙面左側に示すように水平な姿勢にせしめられた第１板状部材１１１側を使用し、該コンベア面上のうち加熱炉の退出口よりも下流側の位置で待機している坩堝Ｃを掬い上げるときは、ハンド１００の回動により紙面右側に示すように水平な姿勢にせしめられた第２板状部材１２１側を使用する。これによりコンベア面上により多くの坩堝Ｃを密集させて搬送させることが可能になる。

【0031】

なお、この第２実施形態のハンド１００も、第１実施形態のハンド１０と同様に、貫通部１１２又は１２２に坩堝Ｃを保持したまま第１板状部材１１１及び第２板状部材１２１の長手方向に平行な軸を中心として回動させることで貫通部１１２又は１２２に保持している坩堝Ｃを傾けたときに、該坩堝Ｃが貫通部１１２又は１２２から脱落しないように、貫通部１１２及び１２２を跨ぐ棒状体を設けるのが好ましい。この場合、第１板状部材１１１及び第２板状部材１２１は、それらの第１側縁部１１１ａ、１２１ａ側とは反対側の側縁部同士を結合させた状態で直交しているので、図８に示すように、第１板状部材１１１及び第２板状部材１２１のいずれに対しても４５°の傾斜角となる１対の支持部１１４の一端部を上記の側縁部同士が結合している部分に取り付け、その他端部に棒状体１１３を設けることが好ましく、これにより１本の棒状体１１３で貫通部１１２及び１２２の両方を跨ぐことが可能になるので、１本の棒状体１１３で第１板状部材１１１及び第２板状部材１２１の両方の落下防止手段を兼用させることができる。

【0032】

４．ハンドを用いた坩堝のハンドリング方法
次に、上記した本発明の実施形態のハンドを用いた坩堝のハンドリング方法について説明する。先ず上記の第１実施形態のハンド１０を用いて加熱前の試料の入った１～複数個の坩堝をコンテナから掬い上げてベルトコンベアのコンベア面上に載置する操作と、加熱後の溶融した試料の入った１～複数個の坩堝をコンベア面上から掬い上げて内部の溶融状態の試料を排出する操作とを１台のロボットアーム装置で交互に繰り返す場合について説明する。

【0033】

図１０に示すように、第１実施形態のハンド１０の場合は、ロボットアーム装置３１を作動させることで、その先端部に取り付けられているハンド１０の板状部材１１を用いて図示しないコンテナ内から３個の坩堝Ｃを掬い上げてそれらを貫通部１２で一旦保持した後、前述した図４に示す動作を行なうことで、これら３個の坩堝Ｃをベルトコンベア３２のコンベア面上のうち融解炉３３の装入口の上流側の装入前坩堝載置位置３２ａに載置する。この載置の際、板状部材１１は、その長手方向がベルトコンベア３２の幅方向に平行であって、且つ板状部材１１の長手方向に延在する両側縁部のうち貫通部１２が開放している側の第１側縁部１１ａ側が融解炉３３に対向する姿勢になっているのが好ましい。

【0034】

このようにしてベルトコンベア３２の装入前坩堝載置位置３２ａに載置された坩堝Ｃは、ベルトコンベア３２の連続的又は断続的な走行によって融解炉３３内に装入され、ここで坩堝Ｃ内の試料に対して所定の温度条件で加熱処理が施される。この加熱処理により溶融状態となった試料の入った坩堝Ｃは、ベルトコンベア３２の連続的又は断続的な走行によって融解炉３３の退出口から出た後、ベルトコンベア３２のコンベア面上のうち、この退出口の下流側の退出後坩堝待機位置３２ｂまで搬送される。

【0035】

この退出後坩堝待機位置３２ｂにおいてベルトコンベア３２の幅方向に１列に並んで待機している３個の坩堝Ｃをハンド１０で掬い上げるときは、ロボットアーム装置３１を作動させることで図５に示す操作を行なえばよい。その際、板状部材１１は、その長手方向がベルトコンベア３２の幅方向に平行であって且つ貫通部１２が開放している側の第１側縁部１１ａとは反対側の他側縁部が融解炉３３に対向する姿勢になっているのが好ましい。コンベア面上から坩堝Ｃを掬い上げた後は、ロボットアーム装置３１により図７に示す動作を行なうことで鋳型Ｍに溶融状態の試料が注ぎ込まれる。

【0036】

ところで、上記の第１実施形態のハンド１０を用いた坩堝のハンドリングでは、装入前坩堝載置位置３２ａへの坩堝Ｃの載置の場合、及び退出後坩堝待機位置３２ｂからの坩堝Ｃの掬い上げの場合のいずれにおいても、図１０に示すようにハンド１０が同じ姿勢になっている。この場合は、ロボットアーム装置３１の動作を簡素化することが可能になるが、坩堝Ｃを掬い上げる際に、当該坩堝Ｃに対して板状部材１１をベルトコンベア３２の上流側から接近させる必要があるため、ベルトコンベア３２の搬送方向に互いに隣接する坩堝Ｃの列同士の間隔を、ハンド１０の横幅よりも広くする必要があった。

【0037】

そこで、図１１に示すように、装入前坩堝載置位置３２ａに坩堝Ｃを載置する際のハンド１０の姿勢は図１０から変えずに、退出後坩堝待機位置３２ｂで待機している坩堝Ｃを掬い上げる際は、その前にハンド１０をその長手方向に平行な軸を中心として１８０°回転させて板状部材１１を反転させるのが好ましい。すなわち、退出後坩堝待機位置３２ｂで待機している坩堝Ｃをハンド１０で掬い上げるときは、板状部材１１の長手方向がベルトコンベア３２の幅方向に平行であって且つ貫通部１２が開放している側の第１側縁部１１ａが融解炉３３に対向する姿勢になっていることが望ましい。

【0038】

これにより、ベルトコンベア３２のコンベア面上に坩堝Ｃを載置したりコンベア面上から坩堝Ｃを掬い上げたりする際に、上記したベルトコンベア３２の搬送方向に互いに隣接する坩堝の列の間にハンド１０を入り込ませる必要がなくなるので、ベルトコンベア３２のコンベア面上に複数の坩堝Ｃをより密集させた状態で載置することが可能になり、融解炉３３での処理能力を高めることが可能になる。更に、坩堝Ｃの載置時及び掬い上げ時のいずれにおいても、板状部材１１において貫通部１２が開放している側の第１側縁部１１ａ側が融解炉３３に対向しているので、ベルトコンベア３２による坩堝Ｃの搬送を利用することで、上記の坩堝Ｃの載置時及び掬い上げ時におけるハンド１０の水平方向の移動を省くことが可能になる。

【0039】

すなわち、板状部材１１に保持されている坩堝Ｃをベルトコンベア３２のコンベア面上に載置するときは、その貫通部１２の開放部分がベルトコンベア３２の下流側を向いているので、板状部材１１の厚み方向の中央部と該コンベア面との離間距離が図３に示す高さＨ_２以下になるまで板状部材１１を降下させて坩堝Ｃをコンベア面上に載置するだけで、ベルトコンベア３２の走行によって、該坩堝Ｃを上記開放部分を通過させて貫通部１２から離脱させることができる。逆に、ベルトコンベア３２のコンベア面上から板状部材１１で坩堝Ｃを掬い上げるときは、その貫通部１２の開放部分がベルトコンベア３２の上流側を向いているので、板状部材１１の厚み方向の中央部と該コンベア面との離間距離が上記高さＨ_２以下になるまで板状部材１１を降下させて待機させるだけで、ベルトコンベア３２の走行によって坩堝Ｃを上記開放部分を通過させて貫通部１２内に取り込むことができる。

【0040】

しかしながら、ハンドの板状部材１１に図２に示すように棒状体１３が動かないように取り付けられている場合は、板状部材１１を図２に示す姿勢から反転させたときに棒状体１３側が下方に突出することになるので、上記のように板状部材１１をコンベア面に対して高さＨ_２以下まで降下させることができなくなる。この場合は、板状部材１１の１８０°の回動時に合わせて、棒状体１３が板状部材１１の反対側に移動するように回動する機構をハンド１０に設けてもよいが、本発明の第２実施形態のハンド１００を用いて坩堝Ｃをハンドリングするのが好ましい。以下、本発明の第２実施形態のハンド１００を用いて加熱前の試料の入った１又は複数個の坩堝をベルトコンベアのコンベア面に載置する操作と、加熱後の試料の入った１又は複数個の坩堝をコンベア面上から掬い上げて該試料を排出する操作とを１台のロボットアーム装置で交互に繰り返す場合について説明する。

【0041】

図１１に示すように、坩堝をベルトコンベア３２のコンベア面上に載置する場合は、第１実施形態のハンド１０の場合と同様に、ロボットアーム装置３１を作動させることで、その先端部に取り付けられているハンド１００の第１板状部材１１１で図示しないコンテナ内から３個の坩堝Ｃを掬い上げて貫通部１１２で一旦保持した後、これら３個の坩堝Ｃをベルトコンベア３２のコンベア面上のうち融解炉３３の装入口の上流側の装入前坩堝載置位置３２ａに図４に示す操作を行なうことで載置する。その際、第１板状部材１１１は、その長手方向がベルトコンベア３２の幅方向に平行であって且つ貫通部１１２が開放している側の一側縁部１１１ａ側が融解炉３３に対向する姿勢になるようにする。このようにしてコンベア面上に載置された坩堝Ｃは、第１実施形態のハンド１０の場合と同様に、ベルトコンベア３２で搬送されることで融解炉３３内で内部に装入され、ここで試料が融解された後、退出口を出てベルトコンベア３２の退出後坩堝待機位置３２ｂまで搬送される。

【0042】

この退出後坩堝待機位置３２ｂで１列に並んで待機している３個の坩堝Ｃをハンド１００で掬い上げるときは、ロボットアーム装置３１を作動させることで、図９に示すように、ハンド１００をその長手方向に平行な軸を中心として９０°回転させた後、ロボットアーム装置３１を作動させることで、図５に示す操作を行なうことで、第２板状部材１２１を用いて坩堝Ｃを掬い上げる。その際、第２板状部材１２１は、その長手方向がベルトコンベア３２の幅方向に平行であって且つ貫通部１２２が開放している側の第１側縁部１２１ａ側が融解炉３３に対向する姿勢になるようにする。

【0043】

このように、坩堝のハンドリングに第２実施形態のハンド１００を用いることで、１又は複数個の坩堝をベルトコンベアのコンベア面上に載置したり該コンベア面上から掬い上げたりするときに、該ベルトコンベアの搬送方向において隣接する他の坩堝にハンド１００が物理的に干渉しないので、図２に示す第１実施形態のハンド１０に比べて該コンベア面の単位面積当たりより多くの坩堝を載置することが可能になる。

【0044】

以上、第１及び第２実施形態に基づいて本発明のハンド及びこれを用いた坩堝のハンドリング方法について説明したが、本発明は上記の第１及び第２実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変形例や代替例を含むことができる。すなわち、本発明の権利範囲は特許請求の範囲及びその均等の範囲に及ぶものである。

【符号の説明】

【0045】

１ ベース部
２ 旋回部
３ 縦リンク部
４ 横リンク部
５ 手首部
１０、１００ ハンド
１１ 板状部材
１１ａ、１１１ａ、１２１ａ 第１側縁部
１２、１１２、１２２ 貫通部
１３、１１３ 棒状体
１４、１１４ 支持部
３１ ロボットアーム装置
３２ ベルトコンベア
３２ａ 装入前坩堝載置位置
３２ｂ 退出後坩堝待機位置
３３ 融解炉
１１１ 第１板状部材
１２１ 第２板状部材
Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６ 回転軸
Ｃ 坩堝
Ｄ 内径
Ｈ 坩堝の全高
Ｍ 鋳型
Ｓ 載置面
Ｗ 開放部分の幅

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】