JP2004050273A - 加工設備 - Google Patents

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Hiroyuki Totsuka
戸塚 博之
Michito Katayama
片山 道人
Yoshitaka Terajima
寺嶋 吉孝
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Abstract

【課題】僅かな風量の粉塵暴露防止手段で、作業者が粉塵に暴露されることなくワークを楽な姿勢で搬入および/または搬出することができ、しかも、粉塵吸引防止手段を小型化してコストを低減させることができる加工設備を提供する。
【解決手段】少なくとも加工部位の周囲を取り囲むよう設けられた囲い1と、作業者Mによって加工対象であるワークWを囲い1の内外に通過させる開口部2と、加工時に発生する粉塵を作業者Mが吸引しないように囲い1内の流体と共に粉塵を流動させる粉塵暴露防止手段3と、を備えており、扉7を囲い1に対してその内側に揺動可能に設けて、扉7を囲い1の内側に揺動して開放させることにより形成される開口面2を囲い内のワークWが配置される位置近くに移動させるようにした。
【選択図】  図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加工設備に関し、さらに詳しくは、例えば溶接時に発生する金属ヒュームやオイルミストなどの粉塵が拡散しないように、少なくとも加工部位の周囲を取り囲むよう設けられた囲いと、作業者によって加工対象(以下、ワークという)を通過させることができるように囲いに開閉可能に形成された開口部と、加工時に発生する粉塵を作業者が吸引しないように囲い内の流体と共に粉塵を流動させる粉塵暴露防止手段と、を備えた加工設備に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
加工設備として、例えばアーク溶接設備においては、その溶接時に発生する金属ヒュームなどが周囲に拡散しないように、ロボットに保持されたアーク溶接トーチとワークとの間の周囲を取り囲むように囲いが設けられている。そして、従来のアーク溶接設備は一般に、図7や図8に示すように、溶接されるワークWを囲い21内に搬入するため、あるいは、溶接が完了したワークW’を囲い1の内部から搬出するために、開閉シャッタ27などによって開閉される開口面22が囲い21に形成されている。そして、このような加工設備では一般に、ワークWの搬入と搬出の少なくとも一方が作業者Mによって行われている。そのため、加工設備には一般に、作業者Mが開口面22を介してワークWの搬入あるいは搬出を行うときに囲い21の内部で発生した金属ヒュームなどの粉塵に暴露されてその粉塵を吸い込まないように拡散させることなく除去するために、粉塵暴露防止手段23として、粉塵を吸込む排煙フード24が設けられている。そして、加工設備のなかには、図7に示したように、ワークWと開口面22との間に溶接などの加工が完了したワークW’を搬出するためにシュータ12が配設されているなど、開口面22を介してワークWを搬入または搬出するときに囲い21の開口面22が設けられている側とワークWとの距離が長くなるために、囲い21の内部に作業者Mが少なくとも頭部Maを入れなければならない場合がある。
【0003】
排煙装置23は、一般に図7および図8に示したように、囲い21の内部の粉塵を含む空気を吸込む排煙フード24により構成されている。また、排煙装置23によっては、動力により一定方向の層流を持つ吹出し・吸込み気流を形成する所謂プッシュプル型換気装置もよく利用されている。さらに開口面22近傍には、実開平5−93664号公報などに開示されているように、金属ヒュームなどの粉塵が開口面22から囲いの外に漏出しないように、開口面22の面と平行にエアを噴出するエアカーテン装置などの局所排気装置が設けられている。
【0004】
さらにまた、加工設備のなかには、開口面22から作業者Mが頭部Maを囲い21の内部に入れなくても済むように、囲い21の開口面22が形成されている部分21aを頭部MaとワークWとの間に位置させるよう傾斜させた形状にすることも行われていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、排煙装置23として、図7に示した排煙フード24、あるいは、上述した所謂プッシュプル型換気装置により、囲い21の内部で一定方向の層流を持つ吸込み気流、あるいは、これに加えて吹出し気流を形成する上記従来の技術にあっては、粉塵障害防止規則により最低で0.7m/sec.以上、平均で1.0m/sec.以上の風速が必要となる。そのため、大型の排煙装置23が必要となって、加工設備のイニシャルコストやランニングコストが大幅にかかるという問題があった。また、囲い21の内部に作業者Mが少なくとも頭部Maを入れなければならない場合には、作業者Mが粉塵に暴露されないように厳重な対策を講じなければならず、さらにコストがかかるだけでなく、囲い21の開口面22が設けられている側とワークWとの距離が長いため、作業者Mに無理な姿勢を強いることになり、かかる負担が大きいという問題もあった。
【0006】
さらに、図8に示したように囲い21の開放部22が形成されている部分21aを傾斜させた形状にする上記従来の技術にあっては、アーク溶接トーチを保持するロボット10のアームの動作範囲が制限されるため、適用することができる設備が限られるという問題があった。
【0007】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、僅かな風量の粉塵暴露防止手段で、作業者が粉塵に暴露されることなくワークを楽な姿勢で搬入および/または搬出することができ、しかも、粉塵暴露防止手段を小型化して簡単な構成で済むことにより、コストを低減させることができる加工設備を提供することを目的とする。
また、本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、ロボットのアームの動作範囲を制限することがなく、広範囲に適用することができる加工設備を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1の加工設備に係る発明は、上記目的を達成するため、少なくとも加工部位の周囲を取り囲むよう設けられた囲いと、作業者によって加工対象(以下、ワークという)を通過させることができるように囲いに開閉可能に形成された開口部と、加工時に発生する粉塵を作業者が吸引しないように囲い内の流体と共に粉塵を流動させる粉塵暴露防止手段と、を備えた加工設備であって、
開口部を開放したときに形成される開口面が囲い内のワークが配置される位置近くに移動可能としたことを特徴とするものである。
また、請求項2の加工設備に係る発明は、上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明において、囲いに対してその内側に揺動可能に設けられ、囲いの内側に揺動されることにより開放して形成される開口面を囲い内の加工対象が配置される位置近くに移動させる扉を備えたことを特徴とするものである。
【0009】
請求項1の発明では、加工時に発生する粉塵が拡散して作業者が吸引しないように、少なくとも加工部位の周囲を取り囲むよう囲いが設けられており、粉塵暴露防止手段によって囲い内の流体と共に粉塵が流動されている。この状態で、作業者は、開口部を介して加工対象であるワークを囲いの内外に通過させて、加工するワークの搬入および加工が完了したワークの搬出の少なくとも一方を行う。このとき、本発明では、開口部を開放したときに形成される開口面が囲い内のワークの配置される位置近くに移動される。そのため、作業者が頭部を囲い内に入れることなく楽な姿勢でワークを囲い内に搬入しおよび/または搬出することとなる。したがって、囲い内で加工部位から発生する粉塵に作業者が暴露されることが確実に防止され、しかも、粉塵暴露防止手段の加工時に発生する粉塵を作業者が吸引しないように囲い内の流体と共に粉塵を流動させる能力が小さくて済む。
請求項2の発明では、請求項1に記載の発明において、扉を囲いに対してその内側に揺動可能に設けたことにより、加工部位から粉塵が発生しているときは開口面を形成することなく扉が囲いの開口部を閉じており、ワークを囲い内に搬入しおよび/または搬出するときには扉を内側に揺動させて開口部を開放することにより形成される開口面が囲い内のワークの配置される位置近くに移動される。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明の加工設備の実施の一形態を、アーク溶接設備の場合により図1〜図4に基づいて詳細に説明する。なお、同一符号は、同様または相当する部分を示すものとする。
本発明の加工設備は、概略、少なくとも加工部位の周囲を取り囲むよう設けられた囲い1と、作業者Mによって加工対象であるワークWを囲い1の内外に通過させることができるよう囲い1に開閉可能に設けられた開口部6と、加工時に発生する粉塵を作業者Mが吸引しないように囲い1内の流体と共に粉塵を流動させる粉塵暴露防止手段3と、を備えているもので、開口部6を開放したときに形成される開口面2が囲い内のワークWが配置される位置近くに移動可能とされたものである。そして、本発明の加工設備は、特に、扉7を囲い1の開口部6に対してその内側に揺動可能に設けて、扉7を囲い1の内側に揺動して開放させることにより形成される開口面2を囲い1の内部に移動可能としたものである。
【0011】
この実施の形態におけるアーク溶接設備は、アーク溶接トーチを保持してワークWに対して所定の位置に所定の姿勢で移動させるロボット10と、ワークWを配置して保持させる治具11とが所定の間隔で対峙するように配置されている。さらに、この実施の形態では、治具11のロボット10と反対側には、溶接が完了したワークW’を搬出するためのシュータ12が配設されている。そして、この実施の形態における囲いは、ロボット10、治具11、およびシュータ12の周囲全体を取り囲むように設けられている。したがって、この実施の形態では、作業者MによってワークWを囲い内に搬入して治具11にセットし、溶接が完了したワークW’をシュータ12によって自動的に囲い1の外へと搬出するよう構成されている。
【0012】
この実施の形態では、囲い1の側壁のロボット10と反対側すなわちシュータ12側の作業者Mのほぼ腰の高さから天井壁までであって所定の幅の部分は、扉7が設けられる開口部6が形成されている。囲い1の天井壁には、粉塵暴露防止手段3として、囲い1内の空気と共に金属ヒュームやオイルミストなどの粉塵を吸込む排煙フード4が設けられている。さらに、囲い1の側壁の開口部6の下縁近傍には、扉7を囲い1の内側に向かって開放したときに扉7の下方から上方に向かって、特に、シュータ12上の溶接が完了したワークW’から金属ヒュームなどの粉塵が拡散するのを防ぐために、開口部6の下縁近傍から内側に向かって空気を吹き出すようなエアカーテン装置5が設けられている。
【0013】
この実施の形態における扉7は、図2に平面図で示すように、左右一対で構成されてなり、それぞれ囲い1の開口部6の両側縁に丁番などを介して囲い1の内部に向かって揺動可能に取付けられている。囲い1の側壁に形成される開口部6の幅、すなわち両扉7、7の幅は、囲い1の内外に搬入および/または搬出されるワークWの大きさなどに応じて設定することができる。また、ワークWを保持する治具11は、扉7、7の開閉に支障がなく、かつ開口部6にワークWができる限り近くに位置するよう配置されている。
【0014】
なお、囲い1の開口部6を塞ぐ両扉7、7は、所謂一枚ものである必要はなく、図3に示すように、各扉をそれぞれ複数7A、7Bに分割し、丁番により連結してアコーデオンドアのような蛇腹形式に構成することもできる。この場合においては、開口部6および開口面2を大きくすることができるため、比較的大きなワークWを通過させることができる。また、囲い1の開口部6は、溶接が完了したワークW’を搬出するためのシュータ12がない場合などに、床面から囲い1の天井壁まで形成することもできる。かかる場合には、作業者MがワークWを把持して治具11の近くまで進入することができる。
【0015】
以上のように構成された加工設備では、治具11に保持されたワークWに対してロボット10のアーク溶接トーチによって所定のアーク溶接が自動的に行われる。このとき、アーク溶接によって囲い1内には金属ヒュームやオイルミストなどの粉塵が発生することとなる。また、溶接が完了して治具11からシュータ12に自動的に移動されるときにも、ワークWからも金属ヒュームなどの煙が立ち昇る状態が持続している。一方、扉7は囲い1の側壁に形成された開口部6を閉塞する状態とされており、囲い1の内部で発生した粉塵は、図1に矢印Hで示すように側壁の開口部6の下縁近傍に設けられたエアカーテン装置5から噴射されるエアーによって開閉揺動される扉7の下縁の揺動軌跡から遠ざかるように流動され、また、囲い1の内部の空気と共に天井壁に設けられた排煙フード4によって吸込まれる。
【0016】
次のサイクルでは、扉7を囲い1の内側に向かって揺動させて開口面2を形成し、作業者MがワークWを把持して治具11にセットする。このとき、両扉7、7を囲い1の内側へ向かって揺動させると、その両扉7、7の自由端縁によって形成される開口面2が囲い1の内部の治具11に配置されたワークWに近づくように移動することとなる。また、この実施の形態では、両扉7、7の下縁の間は、囲い1の側壁の開口部6の下縁近傍に設けられたエアカーテン装置5から噴射されるエアによって、溶接が完了してシュータ12に移動されたワークW’から立ち上る煙を遮断する状態となっている。
【0017】
この実施の形態からは、以下に述べる利点が得られる。すなわち、作業者MがワークWを治具11にセットするために開口部6に設けられた扉7を開放したときに、開口面2が囲い1の内部の治具11に配置されたワークWに近づくように移動するので、囲い1の内側に揺動された両扉7、7の間に頭部Maが位置していても、実質的には囲い1の内部に頭部Maを入れた状態とならないことから、囲い1の内部の粉塵に暴露されることを確実に防止することができる。
【0018】
さらに、実質的に囲い1の内部に作業者Mが頭部Maを入れた状態とならず、排煙フード4の吸込み能力による風速が小さくても作業者Mが粉塵に暴露されることが無いため、例えば開口面2における風速が0.2m/sec.程度と従来の技術と比較して風量を少なく設定することができることから、粉塵暴露防止手段3を構成する排煙フード4などを小型化して加工設備のイニシャルコストを低減させ、また、その加工設備のランニングコストを低減させることができる。
【0019】
そして、特に図4に示したように囲い1の開口部6を床面から囲いの天上壁まで形成した場合には、作業者Mが治具11の近くまで近づけるため、作業者Mが楽な姿勢でワークWを搬入/およびまたは搬出することができる。
【0020】
さらにまた、従来の技術(図8)のように囲い21の開口面22が形成されている部分21aを傾斜させた形状にする必要もないため、ロボット10のアームの動作範囲が制限されることがなく、多くの加工設備に適用することができる。
【0021】
なお、本発明の加工設備は、この実施の形態に限定されることはなく、例えば他の形式の溶接設備、あるいは、切削設備や鋳造設備など、少なくとも粉塵が発生する加工部位の周囲を取り囲む囲い1と、ワークWの搬入および搬出の少なくとも一方を行うことができるように囲い1に開閉可能に形成された開口面2と、加工時に発生する粉塵を作業者Mが吸引しないように囲い1の内部の流体と共に粉塵を流動させる粉塵暴露防止手段3と、を有する加工設備であれば適用することができる。
そして、本発明の加工設備は、上述した実施の形態に限定されることなく、例えば図5および図6に示すように、囲い1の側壁1’を治具11にに対して近接・遠退移動可能に設ける構成とすることもできる。なお、この場合においては、扉7を囲い1の内側または外側に揺動可能に設け(図5)、または、囲い1の側壁と平行移動可能に設ける(図6)こともできる。
図5に示した扉7を囲い1の内側に揺動させた場合には、上述した実施の形態と同様に、両扉7、7の自由端縁によって形成される開口面2が開口部6よりも囲い1の内部の治具11に配置されたワークWにさらに近づくように移動することとなる。また、図5に示した扉7を囲い1の外側に揺動させた場合や、図6に示したように扉7を囲い1の側壁と平行移動させた場合には、開放された状態の開口部6自体が開口面2を構成することとなる。しかしながら、いずれの場合であっても、側壁1’を治具11に近づけることによって、開口面2が治具11に配置されたワークWに近づくよう移動することとなる。
【0022】
【発明の効果】
本発明によれば、開口部を開放したときに形成される開口面が囲い内のワークWが配置される位置近くに移動可能とされており、しかも、囲いに対してその内側に揺動可能に設けられた扉を囲いの内側に揺動させることによって開口部を開放して、形成される開口面が囲い内の加工対象が配置される位置近くに移動されるため、僅かな風量の粉塵暴露防止手段で、作業者が粉塵に暴露されることなくワークを楽な姿勢で搬入および/または搬出することができ、しかも、粉塵暴露防止手段を小型化して簡単な構成で済むことにより、コストを低減させることができる加工設備を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の加工設備の実施の一形態を概略で示した断面図である。
【図2】図1の平面図である。
【図3】別の実施の形態を示す平面図である。
【図4】さらに別の実施の形態を示す断面図である。
【図5】さらにまた別の実施の形態を示す平面図である。
【図6】図5の状態から囲いの元の位置から見て開口部をその内部に移動させた状態を説明するための平面図である。
【図7】従来の加工設備を概略で示す断面図である。
【図8】さらに別の従来の加工設備を概略で示す断面図である。
【符号の説明】
W   ワーク(加工対象)
M   作業者
Ma  作業者の頭部
1   囲い
2   開口面
3   粉塵暴露防止手段
4   排煙フード(粉塵暴露防止手段)
5   エアカーテン装置(粉塵暴露防止手段)
6   開口部
7   扉

Claims (2)

  1. 少なくとも加工部位の周囲を取り囲むよう設けられた囲いと、作業者によって加工対象を通過させることができるように囲いに開閉可能に形成された開口部と、加工時に発生する粉塵を作業者が吸引しないように囲い内の流体と共に粉塵を流動させる粉塵暴露防止手段と、を備えた加工設備であって、
    開口部を開放したときに形成される開口面が囲い内の加工対象が配置される位置近くに移動可能としたことを特徴とする加工設備。
  2. 囲いに対してその内側に揺動可能に設けられ、囲いの内側に揺動されることにより開放して形成される開口面を囲い内の加工対象が配置される位置近くに移動させる扉を備えたことを特徴とする請求項1に記載の加工設備。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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