JP2004050273A - 加工設備 - Google Patents

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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