JP2012255761A - Dust monitoring method and production apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、塵埃監視方法および生産装置に関する。 The present invention relates to a dust monitoring method and a production apparatus.
従来、清浄な環境下で作業を行うため、作業室内に清浄な雰囲気ガスを供給し、作業に伴って発生する塵埃等を排気口から排気することによって、作業室内の清浄度を保つことが行われている。このような作業室は、クリーンルームやクリーンブースとして構成される場合や、生産装置の一部に組み込まれている場合がある、
このような作業室内で行う作業であっても、作業を行う機械装置の可動部や、作業対象である組立部品等から発塵したり、作業対象の搬入や搬出に伴って外部から塵埃が導入されたりするため、作業室内の特定の領域や、作業工程の特定のタイミングで、塵埃量が増大し、作業対象に塵埃が付着して異物となり、作業対象に不良を引き起こす場合がある。
このため、様々な塵埃検出技術が提案されている。
例えば、特許文献1には、半導体製造装置など清浄度を必要とする生産装置内における発塵元を特定する技術として、塵埃を検出するための検出機構及び塵埃の検出された時刻を検出する機構を備え、この検出機構にて検出した塵埃の情報を収録する機構を設けたダストセンサを、内部の塵埃発生状況を検査すべき装置内に投入通過させ、このダストセンサにて得られた情報に基づき、被検査対象装置内の発塵状況図表を作成し、この図表にて被検査対象装置内の塵埃発生箇所の特定を行なうことを可能にしたことを特徴とする塵埃検出方法が記載されている。
また、特許文献2には、クリーンルーム内に設置された生産装置で発塵している装置を特定する技術が記載されている。特許文献2では、一方向層流のクリーンルーム内に複数のサンプリングチューブを張り巡らし、塵埃粒子の発生源となる装置近傍の床面にその吸引口を設置する。そして、複数のサンプリングチューブにパーティクルカウンタを順次選択的に接続して、エアを吸引し、塵埃粒子分布を計測することで、発塵している装置を特定する。
Conventionally, in order to work in a clean environment, a clean atmosphere gas is supplied into the work chamber, and dust generated by the work is exhausted from the exhaust port to maintain the cleanliness in the work chamber. It has been broken. Such a work room may be configured as a clean room or a clean booth, or may be incorporated in a part of the production equipment.
Even in such a work room, dust is generated from the movable parts of the machine that performs the work and the assembly parts that are the work object, and dust is introduced from the outside as the work object is carried in and out. Therefore, the amount of dust increases in a specific area in the work chamber or at a specific timing of the work process, and the dust adheres to the work target and becomes a foreign object, which may cause a defect in the work target.
For this reason, various dust detection techniques have been proposed.
For example,
しかしながら、上記のような従来の塵埃監視方法および生産装置には以下のような問題があった。
特許文献1に記載の技術では、ダストセンサを生産装置に投入し、ダストセンサに付着した塵埃を検出することで発塵元を特定する。しかし、生産作業の対象であるワークが小型の場合、ワークにダストセンサを搭載することが困難であるという問題がある。
また、発塵元がダストセンサの付着箇所から離れており、発塵元から浮遊して付着する場合は、発塵元を特定することは困難であるという問題がある。
また、特許文献2に記載の技術では、クリーンルーム内に一方向層流が発生しているため、床面上の塵埃分布から発塵元を特定することができるが、例えば乱流型のクリーン生産装置、クリーンルームのように、発塵元からの塵埃の移動経路が複雑に変化する場合、発塵元を特定することができないという問題がある。
また、塵埃の移動経路上の多くの箇所で、塵埃分布を測定して、発塵元を特定することも考えられるが、この場合には、作業室内に多数の塵埃測定器を設置する必要があるため、生産装置やクリーンルームの構成が複雑になり、塵埃測定器を増やすにつれて、生産作業に用いることができる空間が減少していくという問題がある。
However, the conventional dust monitoring method and production apparatus as described above have the following problems.
In the technique described in
In addition, when the dust generation source is separated from the dust sensor attachment site and is attached floatingly from the dust generation source, there is a problem that it is difficult to specify the dust generation source.
In the technique described in
In addition, it may be possible to determine the source of dust generation by measuring the dust distribution at many locations on the dust movement path. In this case, it is necessary to install a large number of dust measuring instruments in the work chamber. Therefore, the configuration of the production apparatus and the clean room becomes complicated, and there is a problem that the space that can be used for production work decreases as the number of dust measuring devices increases.
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、簡素な構成であっても、作業室内の塵埃状況をよりよく監視することができる塵埃監視方法および生産装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a dust monitoring method and a production apparatus that can better monitor the dust situation in a work room even with a simple configuration. Objective.
上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明では、清浄な雰囲気ガスが供給される作業室内で予め設定された作業を行う際の塵埃監視方法であって、前記作業室内を複数の測定領域に区画する測定領域区画工程と、前記作業を試行しつつ、前記作業室における流入口、排気口、および前記複数の測定領域同士の各境界面における前記雰囲気ガスの移動量の時系列データである雰囲気ガス移動量データを取得する雰囲気ガス移動量データ取得工程と、前記雰囲気ガス移動量データを記憶する雰囲気ガス移動量データ記憶工程と、を予め行った後、前記作業を行う際に、前記複数の測定領域ごとの浮遊塵埃数を測定し、前記複数の測定領域ごとの全浮遊塵埃数を推定して、時系列の浮遊塵埃数分布を算出する浮遊塵埃数分布算出工程と、前記雰囲気ガス移動量データ工程で記憶された前記雰囲気ガス移動量データを用いて前記時系列の浮遊塵埃数分布から、前記複数の測定領域に対する塵埃の移動収支を算出し、前記複数の測定領域における塵埃の発生量および付着量を推定する塵埃状況推定工程と、前記塵埃の発生量および付着量に基づく塵埃状況を通知する塵埃状況通知工程と、を行う方法とする。
In order to solve the above-described problem, the invention according to
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の塵埃監視方法において、前記浮遊塵埃数分布算出工程、前記塵埃状況推定工程、および前記塵埃状況通知工程を、前記浮遊塵埃数の測定に同期して行う方法とする。 According to a second aspect of the present invention, in the dust monitoring method according to the first aspect, the floating dust number distribution calculating step, the dust state estimating step, and the dust state notifying step are synchronized with the measurement of the floating dust number. To do it.
請求項3に記載の発明では、清浄な雰囲気ガスが供給される作業室内で予め設定された作業を行う生産装置であって、前記作業室内を複数の測定領域に区画して前記作業を予め試行した際に、前記作業室における流入口、排気口、および前記複数の測定領域同士の各境界面における前記雰囲気ガスの移動量の時系列データとして取得された雰囲気ガス移動量データを記憶する雰囲気ガス移動量データ記憶部と、前記複数の測定領域ごとの浮遊塵埃数を測定する塵埃測定器と、該塵埃測定器による前記浮遊塵埃数に基づいて、前記複数の測定領域ごとの全浮遊塵埃数を推定して、時系列の浮遊塵埃数分布を算出する浮遊塵埃数分布算出部と、前記雰囲気ガス移動量データ記憶部に記憶された前記雰囲気ガス移動量データを用いて前記時系列の浮遊塵埃数分布から、前記複数の測定領域に対する塵埃の移動収支を算出し、前記複数の測定領域における塵埃の発生量および付着量を推定する塵埃状況推定部と、前記塵埃の発生量および付着量に基づく塵埃状況を通知する塵埃状況通知部と、を備える構成とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a production apparatus that performs a preset operation in a work chamber supplied with a clean atmospheric gas, and the work chamber is divided into a plurality of measurement areas, and the operation is tried in advance. Atmosphere gas storing atmosphere gas movement amount data acquired as time series data of the amount of movement of the atmosphere gas at each interface between the plurality of measurement regions at the inlet and exhaust ports in the working chamber Based on the movement amount data storage unit, the dust measuring device for measuring the number of floating dust for each of the plurality of measurement regions, and the number of floating dust by the dust measuring device, the total number of floating dusts for each of the plurality of measurement regions is calculated. Estimating and calculating the time-series floating dust number distribution calculating unit, and using the ambient gas movement amount data stored in the atmospheric gas movement amount data storage unit, the time-series floating particle number distribution calculation unit. From the dust number distribution, a dust movement balance for the plurality of measurement areas is calculated, a dust state estimation unit for estimating the amount of dust generated and the amount of adhesion in the plurality of measurement areas, and the amount of dust generated and the amount of adhesion And a dust state notification unit for notifying a dust state based on the dust state.
本発明の塵埃監視方法および生産装置によれば、作業室内を複数の測定領域に区画して予め作業室における流入口、排気口、および複数の測定領域同士の各境界面における雰囲気ガスの移動量の時系列データである雰囲気ガス移動量データを取得し、作業中に浮遊塵埃数を測定して得られる浮遊塵埃数分布と雰囲気ガス移動量データとから、塵埃状況を推定するため、簡素な構成であっても、作業室内の塵埃状況をよりよく監視することができるという効果を奏する。 According to the dust monitoring method and the production apparatus of the present invention, the work chamber is partitioned into a plurality of measurement regions, and the amount of movement of the atmospheric gas at each boundary surface between the plurality of measurement regions in advance and at the inlet and exhaust ports in the work chamber. A simple configuration to estimate the dust situation from the atmospheric dust movement distribution data obtained from the atmospheric dust movement distribution data and the atmospheric gas movement amount data obtained by measuring the floating dust count during work. Even so, there is an effect that the dust situation in the working chamber can be better monitored.
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
まず、本発明の実施形態に係る生産装置について説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る生産装置の概略構成を示す模式的な正面図である。図2(a)は、図1におけるA視の側面図である。図2(b)は、図1におけるB視の側面図である。図3は、本発明の実施形態に係る生産装置の制御ユニットの機能構成を示す機能ブロック図である。図4は、本発明の実施形態に係る塵埃監視方法の雰囲気ガス移動量データについて説明する模式図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
First, a production apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a schematic front view showing a schematic configuration of a production apparatus according to an embodiment of the present invention. Fig.2 (a) is a side view of A view in FIG. FIG. 2B is a side view as seen from B in FIG. FIG. 3 is a functional block diagram showing the functional configuration of the control unit of the production apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the atmospheric gas movement amount data of the dust monitoring method according to the embodiment of the present invention.
本実施形態の生産装置1の概略構成は、図1に示すように、生産作業を行うための作業室2と、ファンフィルタユニット(以下、FFU)4と、パーティクルモニタ(以下、P/M)5(塵埃測定器)と、電装部3と、制御ユニット6と、表示部7と、を備える。
As shown in FIG. 1, the schematic configuration of the
生産装置1の用途は、清浄な雰囲気下で生産作業を行う用途であって、作業対象のワークを代えて同様な手順を繰り返す生産作業を行うものであれば、特に限定されない。
ここで、「生産作業」とは、製品を生産するために、製品の一部または全部を構成する部材、部品、あるいは組立体などからなるワークに対して施す何らかの作業や処理を意味する。例えば、加工、表面処理、洗浄、組立、検査、測定、修理、梱包などの作業や処理を挙げることができる。また、これらの作業や処理を行うために、ワークの姿勢や位置を変更したり、複数のワークを分別したり、集合させたり、並べ替えたりする作業も含まれる。
また、「製品」とは、生産装置1の生産作業による完成品を意味しており、市場に供給される最終製品に対しては半製品の状態であってもよい。
以下では、生産装置1の生産作業の一例として、部品組立作業とそれに伴う部品移動作業とが行われる場合の例で説明する。
The use of the
Here, “production work” means any work or process performed on a workpiece made of a member, part, assembly, or the like that constitutes part or all of the product in order to produce the product. For example, operations and processes such as processing, surface treatment, cleaning, assembly, inspection, measurement, repair, and packing can be listed. In addition, in order to perform these operations and processes, operations of changing the posture and position of the workpiece, sorting, assembling, and rearranging a plurality of workpieces are also included.
The “product” means a finished product produced by the production operation of the
Hereinafter, as an example of the production work of the
作業室2は、図1、図2(a)、(b)に示すように、直方体状の外形を有し、電装部3上に設けられた平面視矩形状の床面部2Yと、床面部2Yの外周の四辺上に立設された前側板2F、右側板2R、後側板2B、左側板2Lと、これら前側板2F、右側板2R、後側板2B、左側板2Lの上端を覆う天板2Tとを備える。
前側板2F、右側板2R、後側板2B、左側板2L、および天板2Tは、雰囲気ガスを遮蔽することができる適宜の板部材を採用することができる。これらはすべて不透明な材料で構成されていてもよいが、少なくとも一部が透明な材料で構成され、作業室2の内部を外側から観察できるようになっていることが好ましい。
As shown in FIGS. 1, 2 (a), (b), the
For the
作業室2の内部は、後述する測定領域区画工程を行うことにより仮想的な複数の測定領域に予め区画される。本実施形態では、一例として、4つの直方体状の測定領域2a、2b、2c、2dに区画される。以下、簡単のため、「測定領域2a、2b、2c、2d」のように、アルファベットの添字がアルファベット順に連続する符号は「測定領域2a〜2d」のように略記する場合がある。また、式番、図番においても同様に略記法を採用する場合がある。
The inside of the
測定領域2a〜2dは、作業室2を前側板2Fから後側板2Bに向かう方向(正面視の方向)に見たときに、前側板2Fの中心を通る仮想的な水平面および鉛直面によって仕切られる4つの仮想領域であり、測定領域2aは左上、測定領域2bは右上、測定領域2cは左下、測定領域2dは右下にそれぞれ設定される。
以下では、測定領域2a、2bの間の鉛直方向に沿う境界面を境界面Sab、測定領域2b、2dの間の水平方向に沿う境界面を境界面Sbd、測定領域2c、2dの間の鉛直方向に沿う境界面を境界面Scd、測定領域2a、2cの間の水平方向に沿う境界面を境界面Sacと称する。これらの境界面Sab、Sbd、Scd、Sacの設定位置は、例えば、床面部2Yからの高さと、左側板2Lからの水平距離とによって規定される。このため、後述する雰囲気ガス移動量データを取得する流速計を、これらの仮想的な境界面Sab、Sbd、Scd、Sac上に配置することが可能である。
The
In the following, the
前側板2Fは、作業室2の正面視の前面側の側面を形成する部材であり、測定領域2a、2b、2c、2dのそれぞれの中心となる位置に、後述するサンプリングチューブ5a、5b、5c、5dを着脱可能に装着する吸引ポート9a、9b、9c、9dが設置されている。
吸引ポート9a〜9dは、サンプリングチューブ5a〜5dを外した場合には、開口を封止し、作業室2内の雰囲気ガスの流出を防止できるようになっている。
The
When the
右側板2Rは、作業室2の正面視向かって右側の側面を形成する部材である。
右側板2Rの下半部には、側方に向かって開閉可能な開閉扉2Kが設けられている。
開閉扉2Kの下端は、開閉扉2Kの閉止時において、床面部2Yに対してわずかに離間されている。これにより、右側板2Rの下部と床面部2Yとの間には、図2(b)に示すように、側面視で横長の矩形状の隙間からなる右排気口2D(排気口)が形成されている。
開閉扉2Kは、生産作業の前後において、作業室2内にワークや生産作業に必要な装置を搬入したり、搬出したりするためのもので、本実施形態では生産作業中は、閉じられている。
The
An opening /
The lower end of the opening /
The open /
後側板2Bは、作業室2の正面視の後面側の側面を形成する部材であり、本実施形態では、床面部2Yから天板2Tの間の全体を覆っている。
The
左側板2Lは、作業室2の正面視向かって左側の側面を形成する部材である。
左側板2Lの下部には、図2(a)に示すように、側面視で横長の矩形状の隙間からなる左排気口2C(排気口)が形成されている。左排気口2Cは、右排気口2Dの開口形状および開口面積が異なっていてもよいが、本実施形態では、互いに同形状、同面積に形成されている。
The
As shown in FIG. 2A, a
天板2Tの上部の中央には、作業室2内に清浄なエア(空気)を雰囲気ガスとして供給するFFU4が設置されている。
FFU4は、特に詳細の構成は図示しないが、上部に設けられた吸気口と下部に設けられた吹き出し口とを有し、吸気口と吹き出し口との間に、ファンおよびフィルタが内蔵されている。このような構成により、ファンの回転によって吸気口から外気を吸引し、フィルタを通過させることで、吸引した外気に含まれる塵埃を除去し、所定のクリーン度に浄化されたエアを、下面側の吹き出し口から吹き出すものである。
本実施形態では、吹き出し口は、測定領域2aの上方および測定領域2bの上方にそれぞれ設けられている。
また、天板2Tには、図2(a)、(b)に示すように、これらFFU4の吹き出し口と対向する位置に、板厚方向に貫通する開口部である左流入口2g(流入口)、右流入口2h(流入口)が設けられている。これにより、FFU4から供給される清浄なエアが、左流入口2g、右流入口2hを通して、それぞれを測定領域2a、2b内に吹き出されるようになっている。
An
Although the detailed configuration is not shown in particular, the
In the present embodiment, the outlets are provided above the
Further, as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the
また作業室2の内部には、生産作業を行うための種々の機器が必要に応じて配備されている。また、生産作業の開始前には、生産作業の作業対象であるワークが搬入される。
例えば、本実施形態では、測定領域2c内の床面部2Y上において前側板2Fの近傍の位置に、ワークである部品12を載置する作業台11が設置されている。
また、部品12を移動したり、他の部品12との組立作業を行ったりするための作業ロボット13が設置されている。
In the
For example, in the present embodiment, the work table 11 on which the
In addition, a
作業ロボット13は、先端部に部品12を把持および把持解除するハンド部13aを備える多関節ロボットであり、その基端部が、前側板2Fと後側板2Bとの対向方向に沿って延ばされた1軸ステージ14によって前側板2Fと後側板2Bとの間で往復移動可能に支持されている。
また、1軸ステージ14は、測定領域2a、2b内の前側板2Fおよび後側板2Bの内周面にそれぞれ水平方向に延ばして固定された一対の1軸ステージ15によって、右側板2Rと左側板2Lとの間で往復移動可能に支持されている。
このため、作業ロボット13の基端部は、1軸ステージ14、15が設置された測定領域2a、2b内で水平移動可能に支持されている。
また、作業ロボット13のハンド部13aは、作業ロボット13の関節の屈曲自由度に応じて、床面部2Yの近傍から作業ロボット13の基端部の範囲で移動できるようになっている。
The
Further, the
Therefore, the base end portion of the
Further, the
P/M5は、作業室2内の浮遊塵埃数を測定する塵埃測定器であり、作業室2の外部に配置されている。
本実施形態では、測定領域2a〜2dに対応して4箇所における浮遊塵埃数の測定を行うため、P/M5としては、4本のサンプリングチューブ5a〜5dを備え、これらサンプリングチューブ5a〜5dで吸引したエアに含まれる浮遊塵埃数を独立して計測可能な4チャンネルのパーティクルモニタを採用している。
P/M5の構成は、作業室2内の浮遊塵埃数を精度よく測定できれば特に限定されない。本実施形態では、粒径0.5μm以上の塵埃を計数できれば、適宜の方式を採用することができる。例えば、光散乱方式などのパーティクルモニタを好適に採用することができる。
このようなP/M5では、一定量のエアをサンプリングチューブ5a等で吸引し、吸引したエアに含まれる塵埃数を計数する。
P/M5は、制御ユニット6と電気的に接続され、P/M5で測定された浮遊塵埃数の測定値は、逐次、または制御ユニット6からの要求に応じて制御ユニット6に出力されるようになっている。
P/M5の測定周期Δtは、予想される塵埃の移動速度等を考慮して適宜に設定することができるが、本実施形態では、一例として、Δt=1(s)の一定周期としている。
P / M 5 is a dust measuring device that measures the number of floating dust in the
In the present embodiment, in order to measure the number of suspended dust at four locations corresponding to the
The configuration of P / M5 is not particularly limited as long as the number of floating dust in the
In such P / M5, a certain amount of air is sucked by the
The P / M 5 is electrically connected to the
The measurement period Δt of P / M5 can be set as appropriate in consideration of the expected dust movement speed and the like, but in this embodiment, as an example, a constant period Δt = 1 (s).
サンプリングチューブ5a〜5dの先端部は、それぞれ吸引ポート9a〜9dを通して、それぞれ測定領域2a〜2d内に着脱可能に挿入されている。
なお、作業室2内の浮遊塵埃数の測定を行わない場合には、吸引ポート9a〜9dからサンプリングチューブ5a〜5dを引き抜き、吸引ポート9a〜9dの開口を封止しておくことができる。
The distal ends of the
When the measurement of the number of suspended dust in the working
作業室2内における各サンプリングチューブ5a〜5dの吸引口5eの位置は、吸引したエアの塵埃数から測定領域2a〜2d内に浮遊する塵埃数を精度よく推定できる位置に設ける。一般には、測定領域2a〜2dの中心位置もしくは中心位置に近い位置が好ましい。ただし、好適な配置位置は、作業室2の大きさや形成される気流の経路等によっても変わるため、予め実験を行うなどして好適な配置位置に設定しておく。
本実施形態では、各測定領域2a〜2dにおいて、吸引ポート9a〜9dを通る中心線上では、前側板2Fまたは後側板2Bのごく近傍の位置を除いて浮遊塵埃数分布は略一定であった。このため、吸引ポート9a〜9dを通る中心線上における各吸引口5eの位置は、生産作業の妨げにならないように中心線上の中央よりは前側板2F側の位置に設定している。
本実施形態では、具体的には、各吸引口5eの位置はいずれも、前側板2Fと後側板2Bとの対向間隔が800mmに対して、前側板2Fからの水平距離が200mmとなる位置に設定している。
The positions of the
In the present embodiment, in each of the
In the present embodiment, specifically, each of the
電装部3は、生産装置1に電力を供給するとともに生産装置1の動作制御を行うものであり、作業室2の下側の筐体内に設けられている。具体的には、電装部3は、図示略の配線によって、FFU4、作業ロボット13、1軸ステージ14、15、P/M5、制御ユニット6に電気的に接続され、図示略の操作部を通した操作入力に基づいて、これらの動作制御を行うことができるようになっている。
電装部3による動作制御は、予め設定された生産作業に対応するシーケンス動作を実行するシーケンス制御である。
The
The operation control by the
制御ユニット6は、P/M5からの出力に基づいて作業室2内の塵埃状況を監視し、必要に応じて塵埃状況の通知を行うものであり、図3に示すように、P/M5、電装部3、および表示部7に電気的に接続されている。
制御ユニット6の機能構成は、浮遊塵埃数分布算出部21、記憶部24(雰囲気ガス移動量データ記憶部)、塵埃状況推定部22、および塵埃状況通知部23を備える。
The
The functional configuration of the
浮遊塵埃数分布算出部21は、P/M5による測定領域2a〜2dごとの浮遊塵埃数の測定値に基づいて測定領域2a〜2dごとの全浮遊塵埃数を推定して、時系列の浮遊塵埃数分布を算出するものである。具体的な算出方法については後述する。
浮遊塵埃数分布算出部21で算出した時系列の浮遊塵埃数分布は、塵埃状況推定部22に送出される。
The floating dust number
The time-series floating dust number distribution calculated by the floating dust number
記憶部24は、制御ユニット6内で行う計算に必要なデータを記憶するものである。
記憶部24に記憶されるデータとしては、測定領域2a〜2dの容積V1、V2、V3、V4、P/M5の測定周期Δt、P/M5の測定周期Δt間のエア吸引量f、およびエア移動量データ(雰囲気ガス移動量データ)を挙げることができる。
これらのデータは、制御ユニット6に接続された入力部8を通して、予め入力されることにより記憶される。
入力部8は、例えば、手動入力を行うキーボード、異なる記憶媒体に記憶されたデータを記憶部24に転送する通信ポートなどの適宜の入力手段から構成される。
The
The data stored in the
These data are stored by being input in advance through the
The
ここで、本実施形態におけるエア移動量データについて説明する。
エア移動量データとは、作業室2における流入口、排気口、および複数の測定領域同士の各境界面におけるエアの移動量の時系列データである。
本実施形態では、生産作業の開始から終了までの時間を、P/M5の測定周期Δtに同期してN分割して、時刻列{t0,…,tn−1,tn,…,tN}(ただし、Nは2以上の整数、nは1以上N以下の整数)とするとき、時刻tn−1から時刻tnまでの間の時間Δtの間に移動するエアの移動量をエア移動量データFij(tn)(i=0,1,2,3,4,5、j=0,1,2,3,4,5)と表記する。
ここで、添字ijは、測定位置、測定方向を区別する整数であり、エリアiからエリアjに移動するエアの移動量を意味し、エリア0は作業室2の外部領域、エリア1〜4は、それぞれ測定領域2a〜2d、エリア5はFFU4の内部領域を意味する(図4参照)。
Here, the air movement amount data in the present embodiment will be described.
The air movement amount data is time-series data of the air movement amount at each of the boundary surfaces between the inflow port, the exhaust port, and the plurality of measurement regions in the
In the present embodiment, the time from the start to the end of the production work is divided into N in synchronization with the measurement period Δt of P / M5, and the time sequence {t 0 ,..., T n−1 , t n ,. t N } (where N is an integer greater than or equal to 2 and n is an integer greater than or equal to 1 and less than or equal to N), the amount of movement of air that moves during time Δt from time t n −1 to time t n Is expressed as air movement amount data F ij (t n ) (i = 0, 1, 2, 3, 4, 5, j = 0, 1, 2, 3, 4, 5).
Here, the subscript ij is an integer that distinguishes the measurement position and the measurement direction, and means the amount of movement of the air moving from the area i to the area j. The
本実施形態では、図4に示すように、例えば、測定領域2aと測定領域2d等、境界面を有しない組合せがあり、左流入口2g、右流入口2hは吹き出しのみ、左排気口2C、右排気口2Dは排気のみである。このため、具体的には、添字ijは、以下の組合せに限定される。
エア移動量データF51(tn)は、作業室2の外部のFFU4から左流入口2gを通して測定領域2aに流入するエアの移動量である。エア移動量データF52(tn)は、右流入口2hを通して測定領域2bに流入するエアの移動量である。
また、エア移動量データF12(tn)は、境界面Sabを通して測定領域2aから測定領域2bに流入するエアの移動量である。エア移動量データF21(tn)は、境界面Sabを通して測定領域2bから測定領域2aに流入するエアの移動量である。
また、エア移動量データF13(tn)は、境界面Sacを通して測定領域2aから測定領域2cに流入するエアの移動量である。エア移動量データF31(tn)は、境界面Sacを通して測定領域2cから測定領域2aに流入するエアの移動量である。
また、エア移動量データF24(tn)は、境界面Sbdを通して測定領域2bから測定領域2dに流入するエアの移動量である。エア移動量データF42(tn)は、境界面Sbdを通して測定領域2dから測定領域2bに流入するエアの移動量である。
また、エア移動量データF34(tn)は、境界面Scdを通して測定領域2cから測定領域2dに流入するエアの移動量である。エア移動量データF43(tn)は、境界面Scdを通して測定領域2dから測定領域2cに流入するエアの移動量である。
また、エア移動量データF30(tn)は、左排気口2Cを通して測定領域2cの外部に排気されるエアの移動量である。エア移動量データF40(tn)は、右排気口2Dを通して測定領域2dの外部に排気されるエアの移動量である。
これらのエア移動量データの取得方法については後述する。
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, for example, there are combinations such as the
The air movement amount data F 51 (t n ) is the movement amount of air flowing into the
The air movement amount data F 12 (t n ) is the movement amount of air flowing from the
The air movement amount data F 13 (t n ) is the amount of movement of air flowing from the
The air movement amount data F 24 (t n ) is a movement amount of air flowing from the
The air movement amount data F 34 (t n ) is the movement amount of air flowing from the
The air movement amount data F 30 (t n ) is a movement amount of air exhausted outside the
A method for acquiring these air movement amount data will be described later.
塵埃状況推定部22は、記憶部24に記憶されたエア移動量データFij(tn)を用いて浮遊塵埃数分布算出部21で算出された時系列の浮遊塵埃数分布から、測定領域2a、2b、2c、2dに対する塵埃の移動収支を算出し、測定領域2a、2b、2c、2dにおける塵埃の発生量および付着量を推定するものである。具体的な推定方法については後述する。
塵埃状況推定部22で推定された塵埃の発生量および付着量は、塵埃状況通知部23に送出される。
The dust
The amount of dust generated and the amount of adhesion estimated by the dust
塵埃状況通知部23は、塵埃状況推定部22から送出された測定領域2a〜2dごとの塵埃の発生量および付着量に基づく塵埃状況を通知するため、表示用データを生成し、表示部7に送出するものである。
表示用データとしては、例えば、測定領域2a〜2dごとの塵埃の発生量および付着量の数値データ、これらの数値データをグラフに加工した画像データ、数値データが所定の許容値を超えたかどうかを表示する文字データまたは画像データ等を挙げることができる。
The dust
As the display data, for example, numerical data of dust generation amount and adhesion amount for each of the
制御ユニット6の装置構成は、本実施形態では、CPU、メモリ、入出力インターフェース、外部記憶装置などを備えるコンピュータを採用しており、上記の演算機能をコンピュータによる演算プログラムを実行することで実現している。
In the present embodiment, the
表示部7は、塵埃状況通知部23から送出された表示用データを表示画面7aに表示するものである。
The display unit 7 displays the display data sent from the dust
次に、生産装置1の動作について、本実施形態の塵埃監視方法を中心に説明する。
図5は、本発明の実施形態に係る塵埃監視方法の浮遊塵埃数分布算出工程、塵埃状況推定工程、および塵埃状況通知工程の工程フローを示すフローチャートである。図6は、本発明の実施形態に係る塵埃監視方法の塵埃状況推定工程の一部の工程フローを示すフローチャートである。図7(a)、(b)は、本発明の実施形態に係る塵埃監視方法の塵埃状況推定工程の原理説明図である。図8(a)、(b)、(c)、(d)、(e)は、本発明の実施形態に係る塵埃監視方法による塵埃状況の数値例を示す模式図である。
Next, the operation of the
FIG. 5 is a flowchart showing a process flow of a floating dust number distribution calculating step, a dust state estimating step, and a dust state notifying step of the dust monitoring method according to the embodiment of the present invention. FIG. 6 is a flowchart showing a part of the process flow of the dust state estimation process of the dust monitoring method according to the embodiment of the present invention. FIGS. 7A and 7B are explanatory diagrams of the principle of the dust state estimation step of the dust monitoring method according to the embodiment of the present invention. FIGS. 8A, 8 </ b> B, 8 </ b> C, 8 </ b> D, and 8 </ b> E are schematic diagrams illustrating numerical examples of dust conditions by the dust monitoring method according to the embodiment of the present invention.
生産装置1は、上記のように構成されることで、作業室2内で生産作業を行いつつ、本実施形態の塵埃監視方法を行うことができる。
本実施形態の塵埃監視方法は、測定領域区画工程、雰囲気ガス移動量データ取得工程、および雰囲気ガス移動量データ記憶工程、を予め行った後、生産作業を行う際に、浮遊塵埃数分布算出工程、塵埃状況推定工程、および塵埃状況通知工程を行う方法である。
Since the
The dust monitoring method according to the present embodiment performs a measurement operation, a measurement area partitioning step, an atmospheric gas movement amount data acquisition step, and an atmospheric gas movement amount data storage step in advance, and a floating dust number distribution calculation step when performing a production operation. , A dust state estimation step, and a dust state notification step.
まず、測定領域区画工程では、作業室2内を複数の測定領域に区画する。
測定領域は仮想的な領域であり、測定領域の境界面においてエアの流量測定が可能であれば、測定領域の大きさや領域数は特に限定されない。
例えば、作業室2内を均等に区画した複数の測定領域を設定してもよいし、不均等に区画した複数の測定領域を設定してもよい。
また、本実施形態の塵埃監視方法では、複数の測定領域ごとに塵埃の発生量および付着量を推定して塵埃状況を監視するため、測定領域は、塵埃の発生が予想される領域や、塵埃の吸着が問題となる領域に合わせて設定することが好ましい。例えば、発塵の原因となる可動部の配置領域や、塵埃の吸着を防止したいワークの配置領域を、それぞれ1つの測定領域に割り当てることによって、塵埃の監視がより有益となる。
First, in the measurement region partitioning step, the
The measurement region is a virtual region, and the size and the number of regions of the measurement region are not particularly limited as long as the air flow rate can be measured at the boundary surface of the measurement region.
For example, you may set the some measurement area | region which divided the inside of the
Further, in the dust monitoring method of the present embodiment, the amount of dust generated and the amount of adhesion is estimated for each of the plurality of measurement regions, and the dust situation is monitored. Therefore, the measurement region is a region where dust generation is expected or dust It is preferable to set in accordance with the region where the adsorption of is problematic. For example, it is more useful to monitor the dust by assigning each of the movable region placement area that causes dust generation and the work placement area for which dust adsorption is desired to be prevented.
本実施形態では、測定領域2a〜2dの4つの測定領域に区画している。
測定領域2aは、可動部である作業ロボット13が、生産作業中に最も多く滞在する領域になっている。
また、測定領域2cは、生産作業中にワークである部品12が主として配置される領域になっている。
In this embodiment, the
The
Further, the
測定領域2a〜2dが区画されると、測定領域2a〜2dの容積V1、V2、V3、V4が決定される。本工程では、入力部8を通してこれらの数値を記憶部24に記憶させる。
以上で、測定領域区画工程が終了する。
When the
Thus, the measurement region partitioning process is completed.
次に、雰囲気ガス移動量データ取得工程を行う。
本工程は、生産作業を試行しつつ、上記に説明したエア移動量データFij(tn)(n=1,…,N)を取得する工程である。
Next, an atmospheric gas movement amount data acquisition step is performed.
This step is a step of acquiring the air movement amount data F ij (t n ) (n = 1,..., N) described above while trying production work.
本工程では、まず、流速計(図示略)を、エリア0〜5の各境界である、左流入口2g、右流入口2h、境界面Sab、Sac、Sbd、Scd、左排気口2C、右排気口2D(以下、これらを総称する場合、境界面Sab等と称する場合がある)に配置する。
次に、作業室2内で、生産作業と同様な条件でFFU4からエアを供給して、生産作業を試行する。
このとき、試行する生産作業は、正規の生産作業と同一の作業であってもよいし、エア移動量データFij(tn)を取得するための模擬的な生産作業であってもよい。模擬的な生産作業の場合、例えば、エア移動量の時系列変化に影響しない作業を変更または省略したり、部品12として正規の部品12と形状のみが同一で材質の異なるものを用いたりしてもよい。
In this step, first, the velocimeter (not shown) is connected to each boundary of
Next, in the
At this time, the trial production work may be the same work as the regular production work, or may be a simulated production work for obtaining the air movement amount data F ij (t n ). In the case of simulated production work, for example, the work that does not affect the time-series change of the air movement amount is changed or omitted, or the
エア移動量データは、境界面上に流速計を配置し、生産作業試行中にその箇所を通過するエアの流速を測定しこの平均流速に境界面の面積を乗じて平均流量に換算して取得する。なお、境界面が広い箇所や双方向からの気流が想定される箇所は境界面内の複数のポイントで流速を測定することが好ましい。
時刻tn−1、tn間においてエリアiからエリアjに流れるエア移動量データFij(tn)は、同時間のエアの平均流量をUij(tn)とすると、次式(1)で表される。
Air movement amount data is obtained by placing an anemometer on the boundary surface, measuring the flow velocity of air passing through that location during a production work trial, and multiplying this average flow velocity by the area of the boundary surface to convert it to an average flow rate. To do. In addition, it is preferable to measure the flow velocity at a plurality of points in the boundary surface where the boundary surface is wide or where airflow from both directions is assumed.
The air movement amount data F ij (t n ) flowing from the area i to the area j between the times t n−1 and t n is expressed by the following equation (1), where U ij (t n ) is the average air flow rate at the same time. ).
Fij(tn)=Uij(tn)・Δt ・・・(1) F ij (t n ) = U ij (t n ) · Δt (1)
以上で、雰囲気ガス移動量データ取得工程が終了する。
なお、本実施形態では、P/M5による浮遊粉塵数の測定の際にP/M5が吸引する測定周期Δt当たりのエア吸引量fは、測定周期Δt当たりのFFU4からのエア吹き出し量に比べて微量である。このため、本工程における生産作業の試行にあたっては、P/M5によるエア移動量データの測定を行う必要はない。
ただし、P/M5によるエア吸引量fがFFU4からのエア吹き出し量に対して無視できない大きさとなる場合には、本工程においてもP/M5による浮遊塵埃数の測定を行うようにする。この場合、正規の生産作業時と同様に、P/M5にエアが吸引されるため、正味のエア移動量データを取得することができる。
This is the end of the atmospheric gas movement amount data acquisition process.
In this embodiment, the air suction amount f per measurement period Δt sucked by the P / M 5 when measuring the number of suspended dust by the P / M 5 is compared with the air blowing amount from the
However, if the air suction amount f by P / M5 is not negligible with respect to the air blowing amount from the
次に、雰囲気ガス移動量データ記憶工程を行う。
本工程は、エア移動量データFij(tn)を、制御ユニット6の記憶部24に記憶する工程である。
例えば、流速計の出力を適宜のデータ処理用のパソコンに取り込み、上記式(1)に基づいて、エア移動量データFij(tn)を算出する演算を行い、演算結果を配列に格納する。この場合、データ処理用のパソコンを制御ユニット6の入力部8に設けられた通信ポートに接続して、パソコン内のエア移動量データFij(tn)を記憶部24に転送することによって記憶させることができる。
また、予め、制御ユニット6内に、入力部8に接続された流速計から流速の測定データを取得し、流量を算出する流量算出部と、流量算出部で算出されたエア流量からエア移動量データFij(tn)を算出する演算を行う雰囲気ガス移動量算出部とを備え、雰囲気ガス移動量算出部で算出されたエア移動量データFij(tn)を記憶部24に記憶させる構成としてもよい。
以上で雰囲気ガス移動量データ記憶工程が終了する。
Next, an atmosphere gas movement amount data storage step is performed.
This step is a step of storing the air movement amount data F ij (t n ) in the
For example, the output of the velocimeter is taken into an appropriate data processing personal computer, the calculation for calculating the air movement amount data F ij (t n ) is performed based on the above formula (1), and the calculation result is stored in the array. . In this case, the data processing personal computer is connected to the communication port provided in the
In addition, the flow rate calculation unit that acquires flow rate measurement data from a flowmeter connected to the
This is the end of the atmosphere gas movement amount data storage process.
以上説明した測定領域区画工程、雰囲気ガス移動量データ取得工程、および雰囲気ガス移動量データ記憶工程は、生産装置1を用いて一定の生産作業を行う前に、少なくとも一回行えばよい。
このため、雰囲気ガス移動量データ記憶工程が終了したら、作業室2から流速計を撤去する。また、サンプリングチューブ5a〜5dが外されていた場合には、それぞれを吸引ポート9a〜9dに挿入する。
The measurement region partitioning step, the atmospheric gas movement amount data acquisition step, and the atmospheric gas movement amount data storage step described above may be performed at least once before performing certain production operations using the
For this reason, when the atmospheric gas movement amount data storage step is completed, the current meter is removed from the
次に、作業室2内に、部品12等、生産作業に必要な部材を搬入して、FFU4を作動させ、電装部3によって生産作業のシーケンス制御を開始する。この生産作業の開始とともに、図5に示すフローにしたがって、浮遊塵埃数分布算出工程、塵埃状況推定工程、および塵埃状況通知工程を行う。
Next, the parts required for the production work such as the
まず、浮遊塵埃数分布算出工程を行う。
本工程は、測定領域2a〜2dごとの浮遊塵埃数を測定し、測定領域2a〜2dごとの全浮遊塵埃数を推定して、時系列の浮遊塵埃数分布を算出する工程であり、以下に説明するステップS1〜S4が該当する。なお、本実施形態では、FFU4内の浮遊塵埃数は、きわめて低い値で一定であるため、時系列での測定は行わない場合の例で説明する。ただし、FFU4内の浮遊塵埃数の変動が測定領域2a〜2d内の浮遊塵埃数に影響する場合には、FFU4内の浮遊塵埃数の時系列測定を行うようにしてもよい。
なお、以下では、数式の添字との対応が分かりやすいように、測定領域2a、2b、2c、2dを、それぞれエリア1、2、3、4と称する場合がある。
First, a floating dust number distribution calculating step is performed.
This step is a step of measuring the number of suspended dust for each of the
In the following description, the
ステップS1では、時刻t=0において、電装部3が生産装置1のシーケンス制御を開始し、生産作業とP/M5による測定とを開始する制御信号をP/M5および制御ユニット6に送出する。また、浮遊塵埃数分布算出部21においてカウンタnをn=0に初期化する。すなわち、t0=0である。
P/M5は、電装部3からの制御信号により、測定動作を開始し、サンプリングチューブ5a〜5dを介して測定領域2a〜2dのエアを吸引し、吸引したエアに含まれる粒径0.5μm以上の微粒子の数を、予め設定された測定周期Δtごとにカウント(計数)していく。
In
P / M5 starts a measurement operation in response to a control signal from
ステップS2は、電装部3からの制御信号に基づき浮遊塵埃数分布算出部21によって、P/M5の測定による測定領域2a、2b、2c、2dごとに、時刻tnにおいてカウントした塵埃のカウント値Cm(tn)(ただし、m=1、2、3、4)を取得するステップである。ここで、添字mは、エリア1、2、3、4のカウント値であることを示す(以下、他の変数の添字mも同じ)。
In step S2, the count value of dust counted at time t n for each of the
次にステップS3では、浮遊塵埃数分布算出部21は、エリア1〜4に浮遊すると推定される浮遊塵埃数Em(tn)(複数の測定領域ごとの全浮遊塵埃数)を算出する。
本実施形態では、各エリア内では、浮遊塵埃数の濃度は一定であるとの仮定の下に、次式(2)によって、浮遊塵埃数Em(tn)を算出している。
ここで、式中の(−1)項は、P/M5によって吸引されたエアに含まれる塵埃がエリアm内から除去されることを考慮して設けた。
Next, in step S <
In the present embodiment, the floating dust count E m (t n ) is calculated by the following equation (2) under the assumption that the concentration of the floating dust count is constant in each area.
Here, the term (-1) in the formula is provided in consideration of the removal of dust contained in the air sucked by the P / M 5 from the area m.
次にステップS4では、浮遊塵埃数分布算出部21は、浮遊塵埃数Em(tn)を記憶部24に送出し、記憶部24に用意された配列に格納する。これにより、浮遊塵埃数Em(tn)が記憶される。
以上で、時刻tnにおけるエリア1〜4の浮遊塵埃数Em(tn)が推定されるため、作業室2におけるエリアごとの浮遊塵埃数分布が算出される。すなわち、t=tnにおける浮遊塵埃数分布算出工程が終了する。
Next, in step S <
Thus, since the number of floating dusts E m (t n ) in the
次にステップS5では、カウンタnが0かどうかを判定する。
カウンタnが0の場合には、ステップS6に移行する。
カウンタnが0でない場合には、ステップS9に移行する。
Next, in step S5, it is determined whether the counter n is 0 or not.
If the counter n is 0, the process proceeds to step S6.
If the counter n is not 0, the process proceeds to step S9.
ステップS6では、塵埃状況通知工程を行う。
本工程は、測定領域2a〜2dごとの塵埃の発生量および付着量に基づく塵埃状況を通知する工程である。
ただし、n=0の場合には、初期状態であるため、塵埃の発生量および付着量は0である。このため、塵埃状況通知部23は、浮遊塵埃数分布算出部21によって算出された浮遊塵埃数Em(t0)を用いて表示用データを生成し、表示部7に送出する。
これにより、n=0の場合の塵埃状況通知工程が終了する。
nが1以上の場合の塵埃状況通知工程は、塵埃状況推定工程(ステップS9〜S11)を説明した後に説明する。
いずれも場合も、ステップS6が終了するとステップS7に移行する。
In step S6, a dust state notification process is performed.
This step is a step of notifying the dust state based on the amount of dust generated and the amount of adhesion for each of the
However, in the case of n = 0, since it is an initial state, the generation amount and the adhesion amount of dust are zero. For this reason, the dust
Thereby, the dust state notification process in the case of n = 0 is completed.
The dust state notifying step when n is 1 or more will be described after the dust state estimating step (steps S9 to S11) is described.
In either case, when step S6 ends, the process proceeds to step S7.
次にステップS7では、浮遊塵埃数分布算出部21においてカウンタnをn=n+1として更新する。
次に、ステップS8では、生産装置1の操作部(図示略)を通して電装部3が発生させる割込が発生したかどうかを、制御ユニット6が判定する。電装部3が発生させる割込は、例えば、生産作業の終了に伴う割込、または、塵埃状況によって操作者が作業の中断を決断して行う割込を挙げることができる。
割込が発生した場合は、制御ユニット6の動作を終了する。
Next, in step S7, the counter n is updated by n = n + 1 in the floating dust number
Next, in step S8, the
If an interrupt occurs, the operation of the
割込が発生していない場合は、ステップS1に移行して、ステップS1〜S6を繰り返す。
例えば、n=1として、ステップS1〜S4が行われる結果、ステップS2においてカウント値Cm(t1)が取得され、ステップS3において浮遊塵埃数Em(t1)が算出され、ステップS4において浮遊塵埃数Em(t1)が記憶部24に記憶される。ここで、t1=t0+Δtである。本実施形態では、tn=n・Δtである。
次に、ステップS5では、nが1以上になっているため、ステップS6の間に、塵埃状況推定工程を構成するステップS9〜S11が行われる。
If no interrupt has occurred, the process proceeds to step S1 and steps S1 to S6 are repeated.
For example, as a result of performing Steps S1 to S4 with n = 1, the count value C m (t 1 ) is acquired in Step S2, the number of floating dust E m (t 1 ) is calculated in Step S3, and in Step S4 The floating dust count E m (t 1 ) is stored in the
Next, in step S5, since n is 1 or more, steps S9 to S11 constituting the dust state estimation step are performed during step S6.
塵埃状況推定工程は、雰囲気ガス移動量データ工程で記憶部24に記憶されたエア移動量データFij(tn)を用いて、浮遊塵埃数分布算出工程で算出された時系列の浮遊塵埃数分布から、測定領域2a〜2dに対する塵埃の移動収支を算出し、測定領域2a〜2dにおける塵埃の発生量および付着量を推定する工程である。
本実施形態では、塵埃状況推定部22によって、以下に説明するステップS9〜S11を順次行う。
The dust state estimation step uses the air movement amount data F ij (t n ) stored in the
In the present embodiment, the dust
まず、ステップS9では、塵埃状況推定部22は、エア移動量データFij(tn)と、浮遊塵埃数Em(tn−1)とを用いて、時刻tnにおける浮遊塵埃数予測値E’m(tn)を算出する。浮遊塵埃数予測値E’m(tn)は、時刻tn−1から時刻tnまでの間に、エリア間に浮遊塵埃の移動のみが起こると仮定した場合の浮遊塵埃数の予測値である。すなわち、エリアm内に発塵が起こらず、かつエリアm内の部材に塵埃の付着が起こらない場合の浮遊塵埃数の予測値である。ここで、浮遊塵埃は消滅することはないとしている。
本ステップの詳細は、図6に示すように、ステップS20〜S22を順次行う。
First, in step S9, the dust
For details of this step, steps S20 to S22 are sequentially performed as shown in FIG.
まず、ステップS20では、塵埃状況推定部22は、記憶部24に記憶されたエア移動量データFij(tn)を読み込む。
次にステップS21では、塵埃状況推定部22は、記憶部24に記憶された浮遊塵埃数Em(tn−1)を読み込む。
First, in step S20, the dust
Next, in step S <
次のステップS22は、塵埃状況推定部22は、浮遊塵埃数予測値E’m(tn)を算出するステップである。
浮遊塵埃数分布算出工程で算出される浮遊塵埃数分布は、P/M5によって実測されたカウント値Cm(tn)に基づくため、各時刻tnにおける浮遊塵埃数の実際の分布を示している。
しかし作業室2内ではエアの移動に伴って塵埃も移動するため、例えば、塵埃が発生しているエリアや、塵埃の付着が起こっているエリアを、浮遊塵埃数の分布の情報だけで判断することは難しい。
本発明者は、測定領域2a〜2dごとの浮遊塵埃数に加えて、測定領域2a〜2d内でのエアの移動を考慮して、塵埃の発生、付着を含む塵埃状況を推定することに着想し本発明に到った。
The next step S22 is a step in which the dust
Since the floating dust number distribution calculated in the floating dust number distribution calculating step is based on the count value C m (t n ) measured by P / M5, the actual distribution of the floating dust number at each time t n is shown. Yes.
However, since dust also moves with the movement of air in the
The present inventor conceived of estimating the dust situation including generation and adhesion of dust in consideration of air movement in the
まず本ステップにおける塵埃状況の推定原理について説明する。
塵埃は比重や大きさによっては自由落下によって移動する場合もあるが、清浄度が高い作業室2内に分布する10μm程度以下の塵埃は、作業室2内のエアとほぼ同じように動くと考えられる。
エアの移動とともに境界面Sab等を超えて移動する塵埃数を移動塵埃数と呼び、時刻tn−1にエリアiに浮遊し、時刻tnにエリアjに移動した移動塵埃数をMij(tn)と表記することにする。ここで、M51(tn)、M52(tn)は、左流入口2g、右流入口2hを通して、それぞれエリア1、2に移動する移動塵埃数である。
移動塵埃数Mij(tn)は、エリア移動量Fij(tn)とともに移動する塵埃数になるから、エリアiの容積Viに対するエリア移動量Fij(tn)の比を用いて、次式(3)のように表される。
ただし、次式(3)において、添字i、jは、0〜5の値をとり、添字ijの組合せは、12、21、13、31、24、42、34、43、30、40、51、52のいずれかである。
また、次式(3)において、i=5の場合、E5(tn−1)、V5は、それぞれFFU4内の浮遊塵埃数、FFU4の容積を示す。本実施形態では、FFU4内の浮遊塵埃数は時間によらず一定であるため、塵埃濃度を表すE5(tn−1)/V5は、tn−1によらず一定値ρをとる。なお、FFU4内の浮遊塵埃数の時系列データを測定する場合には、E5(tn−1)を時系列データに置き換えればよい。
First, the estimation principle of the dust situation in this step will be described.
Dust may move due to free fall depending on the specific gravity and size, but it is considered that dust of about 10 μm or less distributed in the working
The number of dust that moves beyond the boundary surface S ab or the like with the movement of air is called the number of moving dust, and the number of moving dust that floated in area i at time t n−1 and moved to area j at time t n is M ij. It will be expressed as (t n ). Here, M 51 (t n ) and M 52 (t n ) are the numbers of moving dust moving to the
Moving dust number M ij (t n), since become dust number that moves with the area movement amount F ij (t n), using the ratio of the area displacement amount F ij to volume V i (t n) of the areas i Is expressed as the following equation (3).
However, in the following formula (3), subscripts i and j take values of 0 to 5, and combinations of subscripts ij are 12, 21, 13, 31, 24, 42, 34, 43, 30, 40, 51 , 52.
In the following formula (3), when i = 5, E 5 (t n−1 ) and V 5 indicate the number of floating dust in the
このため、浮遊塵埃数予測値E’m(tn)は、エリア1〜4のそれぞれの移動収支を算出することで、次式(8a)〜(8d)のように求められる。
For this reason, the predicted number of floating dust E ′ m (t n ) is obtained as the following equations (8a) to (8d) by calculating the movement balance of each of the
以上で、ステップS22が終了するとともに、ステップS9が終了する。 Thus, step S22 is completed and step S9 is completed.
次に、図5に示すステップS10では、塵埃状況推定部22は、記憶部24から浮遊塵埃数Em(tn)を読み込む。
Next, in step S <
次に、ステップS11では、ステップS9で算出された浮遊塵埃数予測値E’m(tn)と、浮遊塵埃数Em(tn)とを比較し、発生塵埃数Hm(tn)と付着塵埃数Lm(tn)とを算出する。
ここで、発生塵埃数Hm(tn)、付着塵埃数Lm(tn)の算出の仕方について、測定領域2d(エリア4)の場合の例で説明する。
図7(a)、(b)は、それぞれエリア4における時刻tn−1、tnでの塵埃状況を模式的に示している。
図7(a)に示すように、時刻tn−1では、エリア4内には塵埃pがE4(tn−1)だけ浮遊している。
一方、時刻tnまでにエリア4内に起こりうる浮遊塵埃数の増減は、もし、エリア4内で塵埃が発生せず、付着もしないとすれば、隣接するエリア2、3、0への移動による塵埃数の減少(M42(tn)、M43(tn)、M40(tn))と、隣接するエリア2、3からの移動による塵埃数の増加(M24(tn)、M34(tn))とからなるため、E4(tn)は、E’4(tn)に一致する。
そこで本実施形態では、E4(tn)とE’ 4(tn)との差は、エリア4内で塵埃が発生することによる増加(H4(tn))、またはエリア4内の部材に塵埃の付着による減少(L4(tn))を推定する。
経験上、塵埃の発生は、急激な増加として刹那的に現れることが多く、塵埃の付着はその後、一定のタイムラグ後にある時間幅で現れる傾向があるため、時間軸で重複しにくい。よって、この推定で運用上問題ない。
本実施形態では、エリア1〜3でも、同様に考えて、浮遊塵埃数Em(tn)と浮遊塵埃数予測値E’m(tn)との差がエリアmにおける発生塵埃数Hm(tn)または付着塵埃数Lm(tn)になっているとして、次式(9a)、(9b)によって、発生塵埃数Hm(tn)または付着塵埃数Lm(tn)を算出する。
Next, in step S11, the predicted number of floating dust E ′ m (t n ) calculated in step S9 is compared with the number of floating dust E m (t n ), and the number of generated dust H m (t n ). And the number of adhering dusts L m (t n ) are calculated.
Here, how to calculate the generated dust count H m (t n ) and the adhering dust count L m (t n ) will be described using an example of the
FIGS. 7A and 7B schematically show dust conditions at times t n−1 and t n in the
As shown in FIG. 7A, at the time t n−1 , the dust p floats in the
On the other hand, the increase / decrease in the number of floating dust that may occur in the
Therefore, in the present embodiment, the difference between E 4 (t n ) and E ′ 4 (t n ) increases due to the generation of dust in the area 4 (H 4 (t n )), or the difference in the area 4 A reduction (L 4 (t n )) due to dust adhering to the member is estimated.
According to experience, the occurrence of dust often appears momentarily as a sudden increase, and the adhesion of dust tends to appear after a certain time lag, so that it is difficult to overlap on the time axis. Therefore, there is no operational problem with this estimation.
In the present embodiment, even area 1-3, and the same idea, the floating dust number E m (t n) and the number of generated dust in the area m the difference between the floating dust number expected value E 'm (t n) H m (T n ) or the number of adhering dust L m (t n ), the generated dust number H m (t n ) or the adhering dust number L m (t n ) according to the following equations (9a) and (9b) Is calculated.
塵埃状況推定部22は、算出した発生塵埃数Hm(tn)または付着塵埃数Lm(tn)を、浮遊塵埃数Em(tn)とともに、塵埃状況通知部23に送出する。
以上で、ステップS11および塵埃状況推定工程が終了する。
The dust
Above, step S11 and a dust condition estimation process are complete | finished.
次に、n≧1の場合のステップS6における塵埃状況通知工程について説明する。
塵埃状況通知部23は、塵埃状況推定部22から送出された発生塵埃数Hm(tn)または付着塵埃数Lm(tn)を、浮遊塵埃数Em(tn)を用いて表示用データを生成し、表示部7に送出する。
これにより、本実施形態では、発生塵埃数Hm(tn)、付着塵埃数Lm(tn)、浮遊塵埃数Em(tn)を含む塵埃状況が表示部7に表示される。このため生産装置1の操作者が時刻tnにおける塵埃状況を知ることができる。例えば、発塵が起こっていると推定される測定領域とその発生程度、塵埃の付着が起こっていると推定される測定領域とその発生程度を知ることができる。したがって、操作者は、この塵埃状況から生産に影響を及ぼす可能性があるかを判断できる。
以上で、n≧1の場合のステップS6および塵埃状況通知工程が終了する。
次に、ステップS7、S8を行うことにより、上記と同様にして、測定周期Δtごとに、浮遊塵埃数分布算出工程、塵埃状況推定工程、および塵埃状況通知工程が繰り返され、測定周期Δtステップで、略リアルタイムに塵埃監視を行うことができる。
Next, the dust state notifying process in step S6 when n ≧ 1 will be described.
The dust
Thereby, in this embodiment, the dust state including the generated dust count H m (t n ), the attached dust count L m (t n ), and the floating dust count E m (t n ) is displayed on the display unit 7. Therefore the operator of the
With the above, step S6 and the dust state notification process when n ≧ 1 are completed.
Next, by performing steps S7 and S8, the floating dust number distribution calculating step, the dust state estimating step, and the dust state notifying step are repeated every measurement cycle Δt in the same manner as described above. Dust monitoring can be performed in substantially real time.
ここで、本実施形態の塵埃監視方法の作用を、図8(a)〜(e)に示す数値例に基づいて説明する。本数値例は、簡単のため、t=t0、t1、t2の場合のみ示している。また、図8(a)〜(d)の矩形は、測定領域2a、2b、2c、2d(エリア1、2、3、4)を表し、図8(e)は、表示部7の表示画面7aにおける表示例を示している。
Here, the effect | action of the dust monitoring method of this embodiment is demonstrated based on the numerical example shown to Fig.8 (a)-(e). This numerical example is shown only for the case of t = t 0 , t 1 , t 2 for simplicity. 8A to 8D represent the
まず、上記に説明した測定領域区画工程を行う。本数値例では、各エリアmにおいて容積Vmが一定値Vであり、エア吸引量fも一定であるとする。具体的には、{(Vm/f)−1}=100になっているものとする。
次に、上記に説明した雰囲気ガス移動量データ取得工程を行って、エア移動量Fij(t)を取得し、雰囲気ガス移動量データ記憶工程を行って、記憶部24にエア移動量Fij(t)を記憶する。
本実施形態では、FFU4の吹き出し量と、左排気口2C、右排気口2Dからの排気量とは生産作業を通して一定である。したがって、F51(t)、F52(t)、F30(t)、F40(t)はそれぞれ一定値をとる。例えば、各エリアの容積Vを用いて表すと、次式(10a)〜(10d)の通りであった(Vに対する百分率を記載した図8(c)参照)。
First, the measurement region partitioning process described above is performed. In this numerical example, it is assumed that the volume V m is a constant value V and the air suction amount f is also constant in each area m. Specifically, it is assumed that {(V m / f) −1} = 100.
Next, the atmospheric gas movement amount data acquisition step described above is performed to acquire the air movement amount F ij (t), the atmospheric gas movement amount data storage step is performed, and the air movement amount F ij is stored in the
In the present embodiment, the blowout amount of the
F51(t1)=F51(t2)=0.1×V ・・・(10a)
F52(t1)=F52(t2)=0.1×V ・・・(10b)
F30(t1)=F30(t2)=0.1×V ・・・(10c)
F40(t1)=F40(t2)=0.1×V ・・・(10d)
F 51 (t 1 ) = F 51 (t 2 ) = 0.1 × V (10a)
F 52 (t 1 ) = F 52 (t 2 ) = 0.1 × V (10b)
F 30 (t 1 ) = F 30 (t 2 ) = 0.1 × V (10c)
F 40 (t 1 ) = F 40 (t 2 ) = 0.1 × V (10d)
一方、エリア1〜4の境界面間のエア移動量Fij(t)は、生産作業における作業ロボット13の動作や部品12の移動等に伴って、時間とともに変化する。このため、作業室2内には、乱流が発生することになる。
例えば、時刻t0〜t1において、エリア1〜4の境界面間のエア移動量Fij(t)は、次式(11a)〜(11c)の通りであった(図8(c)参照、)。なお、記載のないエア移動量Fij(t)は0である(以下も同じ)。
On the other hand, the air movement amount F ij (t) between the boundary surfaces of the
For example, at times t 0 to t 1 , the amount of air movement F ij (t) between the boundary surfaces of
F12(t1)=0.1×V ・・・(11a)
F24(t1)=0.2×V ・・・(11b)
F43(t1)=0.1×V ・・・(11c)
F 12 (t 1 ) = 0.1 × V (11a)
F 24 (t 1 ) = 0.2 × V (11b)
F 43 (t 1 ) = 0.1 × V (11c)
このようなエリア1、3の境界面を迂回してエリア1、2、4、3を順次移動するエアの流れは、例えば、エリア1、3間に配置された作業ロボット13の動作の影響でエア移動が停止したことによって発生したと考えられる。
The flow of air that sequentially moves in the
また、時刻t1〜t2では、エリア1〜4の境界面間のエア移動量Fij(t)は、次式(12a)〜(12c)の通りであった(図8(c)参照)。
Further, at times t 1 to t 2 , the amount of air movement F ij (t) between the boundary surfaces of
F13(t2)=0.2×V ・・・(12a)
F31(t2)=0.1×V ・・・(12b)
F24(t2)=0.1×V ・・・(12c)
F 13 (t 2 ) = 0.2 × V (12a)
F 31 (t 2 ) = 0.1 × V (12b)
F 24 (t 2 ) = 0.1 × V (12c)
このような気流は、例えば、エリア1、3間で作業ロボット13の動作に伴って、上下方向の気流が誘発される結果、エリア2、4間のエア移動が停止することにより発生したと考えられる。
Such an airflow is considered to be generated by stopping the air movement between the
次に、図5のステップS1、S2を行う。この結果、時刻t0でのカウント値Cm(t0)は、次式(13a)〜(13d)の通りであった(図8(a)参照)。 Next, steps S1 and S2 in FIG. 5 are performed. As a result, the count value C m (t 0 ) at time t 0 was as shown in the following formulas (13a) to (13d) (see FIG. 8A).
C1(t0)=40 ・・・(13a)
C2(t0)=30 ・・・(13b)
C3(t0)=10 ・・・(13c)
C4(t0)=20 ・・・(13d)
C 1 (t 0 ) = 40 (13a)
C 2 (t 0 ) = 30 (13b)
C 3 (t 0 ) = 10 (13c)
C 4 (t 0 ) = 20 (13d)
ステップS3で算出される浮遊塵埃数Em(t0)は、次式(14a)〜(14d)の通りであった(図8(b)参照)。 The floating dust count E m (t 0 ) calculated in step S3 was as shown in the following equations (14a) to (14d) (see FIG. 8B).
E1(t0)=4000 ・・・(14a)
E2(t0)=3000 ・・・(14b)
E3(t0)=1000 ・・・(14c)
E4(t0)=2000 ・・・(14d)
E 1 (t 0 ) = 4000 (14a)
E 2 (t 0 ) = 3000 (14b)
E 3 (t 0 ) = 1000 (14c)
E 4 (t 0 ) = 2000 (14d)
次に、ステップS3〜S5を行うと、n=0であるため、ステップS6〜S8が行われ、カウンタnがn=1に更新される。ステップS6では、浮遊塵埃数Em(t0)を表示画面7aに表示される。例えば、図8(e)のように、測定領域2a〜2dに対応する矩形内に、数値データとして表示する。
そして、測定周期Δt後の時刻t1になると、ステップS1〜S4が実行される。ステップS3で算出される浮遊塵埃数Em(t1)は、次式(15a)〜(15d)の通りであった(図8(b)参照)。
Next, when steps S3 to S5 are performed, since n = 0, steps S6 to S8 are performed and the counter n is updated to n = 1. In step S6, the suspended dust count E m (t 0 ) is displayed on the
Then, at time t 1 after the measuring period Delta] t, step S1~S4 is executed. The floating dust count E m (t 1 ) calculated in step S3 was as shown in the following formulas (15a) to (15d) (see FIG. 8B).
E1(t1)=5000 ・・・(15a)
E2(t1)=2800 ・・・(15b)
E3(t1)=1100 ・・・(15c)
E4(t1)=2200 ・・・(15d)
E 1 (t 1 ) = 5000 (15a)
E 2 (t 1 ) = 2800 (15b)
E 3 (t 1 ) = 1100 (15c)
E 4 (t 1 ) = 2200 (15d)
次にステップS5では、n=1であるため、ステップS9に移行し、図6のステップS20〜S22を行って、浮遊塵埃数予測値E’m(t1)を算出する。すなわち、上記式(14a)〜(14d)、(10a)〜(10d)、(11a)〜(11c)、(12a)〜(12c)の数値を、上記式(3)〜(7)、(8a)〜(8d)に代入する演算を行う。ただし、FFU4から流入するエアには塵埃は含まれないものとし、ρ=0とした。
この結果、浮遊塵埃数予測値E’m(t1)は、次式(16a)〜(16d)の通りであった(図8(b)参照)。
Next, in step S5, since n = 1, the process proceeds to step S9, and steps S20 to S22 in FIG. 6 are performed to calculate the floating dust number predicted value E ′ m (t 1 ). That is, the numerical values of the above formulas (14a) to (14d), (10a) to (10d), (11a) to (11c), (12a) to (12c) are changed to the above formulas (3) to (7), ( 8a) to (8d) are substituted. However, it is assumed that the air flowing from the
As a result, the predicted number of floating dust E ′ m (t 1 ) was as shown in the following equations (16a) to (16d) (see FIG. 8B).
E’1(t1)=3600 ・・・(16a)
E’2(t1)=2800 ・・・(16b)
E’3(t1)=1100 ・・・(16c)
E’4(t1)=2200 ・・・(16d)
E ′ 1 (t 1 ) = 3600 (16a)
E ′ 2 (t 1 ) = 2800 (16b)
E ′ 3 (t 1 ) = 1100 (16c)
E ′ 4 (t 1 ) = 2200 (16d)
次に、図5のステップS10を行った後、ステップS11を行う。
上記式(15a)〜(15d)と上記式(16a)〜(16d)とを比較すると、エリア1では、E1(t1)>E’1(t1)となるため、上記式(9a)によって塵埃の発生を推定し、エリア2〜4では、Ek(t1)=E’k(t1)(ただし、k=2,3,4)であるため、塵埃の発生および付着はないものと推定する。このため、発生塵埃数Hm(t1)、付着塵埃数Lm(t1)は、次式(17a)〜(17c)のように算出される。
Next, after step S10 of FIG. 5 is performed, step S11 is performed.
When the above formulas (15a) to (15d) and the above formulas (16a) to (16d) are compared, in
H1(t1)=5000−3600=1400 ・・・(17a)
Hk(t1)=0 (k=2,3,4) ・・・(17b)
Lm(t1)=0 (m=1,2,3,4) ・・・(17c)
H 1 (t 1 ) = 5000-3600 = 1400 (17a)
H k (t 1 ) = 0 (k = 2, 3, 4) (17b)
L m (t 1 ) = 0 (m = 1, 2, 3, 4) (17c)
次に、ステップS6では、塵埃状況として、上記式(15a)〜(15d)、式(17a)〜(17c)に基づいて、浮遊塵埃数Em(t1)、発生塵埃数Hm(t1)、付着塵埃数Lm(t1)を表示部7の表示画面7aに表示する。
例えば、図8(e)のように、測定領域2a〜2dに対応する矩形内に、数値データとして表示する。
これにより、生産装置1の操作者は、時刻t1現在、測定領域2aで塵埃の発生が起こっておりいずれの測定領域でも付着は起こっていない、との推定結果が得られたことを知ることができる。
このため、操作者は、時刻t0からt1の測定領域2aでの作業から塵埃発生の原因を推測したり、生産に及ぼす影響を考慮して対応の仕方を考えたりすることができる。
Next, in step S6, the number of floating dusts E m (t 1 ) and the number of generated dusts H m (t based on the above formulas (15a) to (15d) and formulas (17a) to (17c) as dust conditions. 1 ) The number of adhered dust L m (t 1 ) is displayed on the
For example, as shown in FIG. 8E, it is displayed as numerical data in a rectangle corresponding to the
Thus, the operator of the
For this reason, the operator, or to guess the cause of the dust generated from work from time t 0 in the
もし本実施形態の塵埃監視方法によらず浮遊塵埃数の変化のみによって、塵埃の発生、付着を推定すると、例えば、時刻t0〜t1の間で、測定領域2aの塵埃増加数は1000に過ぎないため、本実施形態よりも塵埃の発生を過小評価してしまう。
また、測定領域2c、2dでも、それぞれ100、200だけ浮遊塵埃数が増加しているため、測定領域2a、2c、2dの少なくともいずれかに塵埃発生の原因があると仮定することになる。このため、迅速かつ的確な原因追求の妨げとなる。
これに対して、本実施形態では、測定領域2aにおける塵埃の発生を過小評価することなく、ただちに測定領域2aにおける原因追求の対応をとることができる。
If only by the change in the number of airborne dust regardless of the dust monitoring method of the present embodiment, occurrence of dust, when estimating the deposition, for example, between times t 0 ~t 1, increase in the number of
Also, in the
On the other hand, in the present embodiment, it is possible to immediately cope with the cause in the
ここで、操作者が、例えば塵埃の付着数が0と推測されるため様子を見ることにすると、生産装置1を停止する割込が発生しないため、図5のステップS1に戻って各ステップが同様に繰り返される。
この結果、時刻t2になると、浮遊塵埃数Em(t2)、浮遊塵埃数予測値E’m(t2)、発生塵埃数Hm(t2)、付着塵埃数Lm(t2)が算出される。また、図8(e)に示すように、表示画面7aに表示される数値が更新される。
時刻t2では、発生塵埃数Hm(t2)、付着塵埃数Lm(t2)が、H1(t2)=10、H2(t2)=20、L3(t2)=10、L4(t2)=460、その他は0、と推定される。
Here, if the operator looks at the situation because the number of adhered dust particles is estimated to be 0, for example, an interruption for stopping the
As a result, at time t 2 , the number of suspended dust E m (t 2 ), the predicted number of suspended dust E ′ m (t 2 ), the number of generated dust H m (t 2 ), and the number of adhered dust L m (t 2). ) Is calculated. Further, as shown in FIG. 8E, the numerical value displayed on the
At time t 2 , the generated dust count H m (t 2 ) and the adhering dust count L m (t 2 ) are H 1 (t 2 ) = 10, H 2 (t 2 ) = 20, and L 3 (t 2 ). = 10, L 4 (t 2 ) = 460, others are estimated to be 0.
この結果、操作者は、発生塵埃数が大幅に減少し、塵埃の付着が測定領域2cでごくわずかに、測定領域2dでやや多く起こっている、ということが分かる。
そこで、例えば、時刻t1〜t2の間、ワークである部品12が測定領域2cにある場合には、塵埃付着の影響は少ないと判断して、生産作業を続行する、といった判断を行うことができる。
この時刻t2の推定結果でも、本実施形態ではエア移動量を考慮しているため、単に測定領域ごとの浮遊塵埃数の変化とは異なる発生塵埃数、付着塵埃数が推定されていることが分かる。
このように本実施形態では、浮遊塵埃数の測定に同期して、予め測定周期Δtごとにエア移動量データを取得しておくため、本数値例のように、生産作業に応じて気流が変化することでエア移動量が時間的に変化していく場合に、気流の変化に追従したより確からしい推定を行うことができる。
As a result, the operator knows that the number of generated dusts is greatly reduced, and the amount of dust attached is very slight in the
Therefore, for example, between time t 1 ~t 2, when the
Any estimation result of the time t 2, the order in the present embodiment considers the air movement amount, simply different developmental dust number and the floating dust number of changes in each measurement region, that number of adhered dust is estimated I understand.
As described above, in the present embodiment, since the air movement amount data is acquired in advance for each measurement period Δt in synchronization with the measurement of the number of suspended dust, the airflow changes according to the production work as in this numerical example. Thus, when the air movement amount changes with time, it is possible to perform a more reliable estimation following the change in the airflow.
本実施形態の塵埃監視方法によれば、作業室2内を測定領域2a〜2dに区画して予め作業室2における左流入口2g、右流入口2h、左排気口2C、右排気口2D、および境界面Sab、Sbc、Sac、Scdにおけるエア移動量データを取得し、生産装置1による生産作業中に浮遊塵埃数を測定して得られる浮遊塵埃数分布とエア移動量データとから、塵埃状況を推定する。
このため、測定領域2a〜2dごとの浮遊塵埃数の測定値をP/M5による浮遊塵埃数の測定周期Δtごとの略リアルタイムに監視することができるとともに、これに同期して、測定領域2a〜2dごとの発生塵埃数および付着塵埃数を監視することができる。したがって、エア移動量を考慮せず各測定領域における浮遊塵埃数の増減のみを監視する場合に比べて、作業室2内の塵埃状況をよりよく監視することができる。
なお、エア移動量を考慮した浮遊塵埃数を測定するには、気流経路に当たる測定領域の境界面Sab等にも吸引口5eを配置してより多くの測定箇所を設けることも考えられるが、より多チャンネルのP/M5が必要となり、測定値の演算処理も複雑になる。また、作業室2内に多数のサンプリングチューブが挿入される結果、作業室2内での生産作業の妨げとなってしまう。
しかし、本実施形態によれば、生産作業を試行して予めエア移動量データを取得しておくため、より簡素な構成であっても、確からしい塵埃状況を推定することができる。また、作業室2内の空間を広く使えるため、生産作業を円滑に行うことでき、作業室2の小型化が可能となる。
According to the dust monitoring method of the present embodiment, the
Therefore, the measured value of the number of suspended dust for each of the
In order to measure the number of airborne dust in consideration of the amount of air movement, it may be possible to arrange
However, according to the present embodiment, the air movement amount data is acquired in advance by trying the production work, so that it is possible to estimate a likely dust situation even with a simpler configuration. Moreover, since the space in the
[第1変形例]
次に、本実施形態の第1変形例の塵埃測定方法について説明する。
図9は、本発明の実施形態の塵埃監視方法の第1変形例を説明する生産装置の主要部を示す模式的な斜視図である。
[First Modification]
Next, a dust measurement method according to a first modification of the present embodiment will be described.
FIG. 9 is a schematic perspective view showing a main part of a production apparatus for explaining a first modification of the dust monitoring method according to the embodiment of the present invention.
上記実施形態の説明では、作業室2を4つの測定領域2a〜2dに区画する場合の例で説明したが、区画数は、必要に応じて適宜変更することができる。
例えば、図9には、作業室2を8つに区画することができる生産装置1Aの主要部の構成を示す。
生産装置1Aは、上記実施形態の生産装置1の後側板2Bにおいて、吸引ポート9a〜9dにそれぞれ対向する位置に、吸引ポート9a〜9dと同様の構成を有する吸引ポート9A、9B、9C、9Dを備え、これらに図示略のサンプリングチューブを挿入できるようにしたものである。また、生産装置1Aは、特に図示しないが、上記実施形態の4チャンネルのP/M5に代えて、8チャンネルのP/Mを備える。
In the description of the above embodiment, the example in the case where the
For example, FIG. 9 shows a configuration of a main part of the
The
本変形例の測定領域区画工程では、上記実施形態の測定領域2a、2b、2c、2dを、それぞれ後側板2B、前側板2Fの間を2等分する鉛直面で区画して8等分する。これにより、測定領域2aが、前側板2F側から測定領域20a、21aの2領域に区画され、以下同様に、測定領域2bが測定領域20b、21bに、測定領域2cが測定領域20c、21cに、測定領域2dが測定領域20d、21dに、それぞれ区画される。
In the measurement area dividing step of this modification, the
このような生産装置1Aによれば、雰囲気ガス移動量データ取得工程において、測定領域20a、21a、20b、21bに対応する図示略の流入口と、左排気口2C、右排気口2D(図示略)と、測定領域20a〜20d、21a〜21d同士の各境界面に流速計(図示略)を配置して流量測定を行い、上記実施形態と同様にして、塵埃状況の監視を行うことができる。
According to such a
[第2変形例]
次に、本実施形態の第2変形例の塵埃測定方法を行う生産装置について説明する。
図10は、本発明の実施形態の第2変形例に係る生産装置の主要部の構成を示す模式的な正面図である。
[Second Modification]
Next, a production apparatus that performs the dust measurement method according to the second modification of the present embodiment will be described.
FIG. 10 is a schematic front view showing the configuration of the main part of the production apparatus according to the second modification of the embodiment of the present invention.
本変形例の生産装置1Bは、図10に示すように、上記実施形態の作業室2に代えて、中央作業室32、左側作業室33、右側作業室34を備え、これら3つの作業室の内部を6つの測定領域に区画して本実施形態の塵埃監視方法を行えるようにしたものである。また、P/M5に代えて、6つの測定領域の浮遊塵埃数を測定できる6チャンネルのP/M(図示略)を備える。以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
As shown in FIG. 10, the
中央作業室32は、作業室2の前側板2F、左側板2L、右側板2Rに代えて、前側板32F、左側板32L、右側板32Rを備える。
前側板32Fは、前側板2Fの下端部に横長の矩形状の開口部である中央排気口32Cを追加したものである。
左側板32L、右側板32Rは、それぞれ左側板2L、右側板2Rの下半分に、電装部3で開閉が制御される開閉扉35、36を設けたものである。
このため、中央作業室32は、開閉扉35、36が閉じられた場合には、左排気口32Cのみが開口する直方体状の外形を有し、内部には作業室2と同じ容積の作業空間が形成されている。
本変形例では、中央作業室32の内部を上記実施形態と同様、測定領域2a〜2dに区画する。
The
The
The
For this reason, the
In the present modification, the inside of the central working
左側作業室33は、開閉扉35を挟んで左側板32Lの側方に隣接して配置され、開閉扉35、筐体33A、および床面部2Yによって、内部の容積が測定領域2cと同じ容積となる直方体状に囲まれている。
筐体33Aにおいて開閉扉35に対向する側方の下端部には、左排気口2Cが設けられている。また、筐体33Aの上部には、FFU4と同様な構成を有するFFU4Lが設置され、図示略の流入口を介して、FFU4Lから供給される清浄なエアが流入されるようになっている。
本変形例では、左側作業室33の内部は、1つの測定領域33aに区画される。このため、開閉扉35は、測定領域33a、2c間の境界面を構成している。
The
A
In this modification, the inside of the
右側作業室34は、開閉扉36を挟んで右側板32Rの側方に隣接して配置され、開閉扉36、筐体34A、および床面部2Yによって、内部の容積が測定領域2dと同じ容積となる直方体状に囲まれている。
筐体34Aにおいて開閉扉36に対向する側方の下端部には、右排気口2Dが設けられている。また、筐体34Aの上部には、FFU4と同様な構成を有するFFU4Rが設置され、図示略の流入口を介して、FFU4Rから供給される清浄なエアが流入されるようになっている。
本変形例では、右側作業室34の内部は、1つの測定領域34aに区画される。このため、開閉扉36は、測定領域34a、2d間の境界面を構成している。
The
A
In the present modification, the inside of the
このように生産装置1Bは、左側作業室33、中央作業室32、右側作業室34がこの順に隣接され、開閉扉35、36の開放時にこれらの内部が連通して1つの作業室を構成することができる。また、開閉扉35、36を適宜開閉することにより、相互の間でエア移動がない最大3つの独立した作業室を形成することができる。
このため、例えば、左側作業室33をワークの搬入部を兼ねるワーク待機室とし、中央作業室32をワークに対する主要な生産作業を行う作業室として用い、右側作業室34を生産作業が終了したワークの搬出部を兼ねるワーク待機室とすることができる。
その際、左側作業室33、中央作業室32、右側作業室34は、それぞれFFU4L、4、4Rを備えるため、それぞれ独立に清浄な雰囲気に保つことができるため、開閉扉35、36を適宜開閉制御することにより、ワークの搬入、搬出に伴う中央作業室32内の清浄度を低下させることなく、複数のワークに対して連続的な生産作業を行うことできるようになっている。
Thus, in the
For this reason, for example, the
At that time, the
本変形例の塵埃監視方法は、左側作業室33、右側作業室34の内部をそれぞれ測定領域33a、34aとし、中央作業室32の内部を測定領域2a〜2dに区画し、これら作業室の全体を6つの測定領域に区画して、塵埃監視を行う方法である。
本変形例は、上記実施形態に対して、測定領域が2つ増加する点、境界面として開閉扉35、36が追加される点、排気口として前側板32Fの下端部に左排気口32Cが追加される点が異なるのみであり、上記実施形態と略同様にして、塵埃状況の監視を行うことができる。
In the dust monitoring method of this modification, the inside of the
Compared with the above embodiment, the present modification is that the measurement area is increased by two, the opening and
生産装置1Bでは、開閉扉35、36が開放されるタイミングで、外部の塵埃を含み易い左側作業室33、右側作業室34と、中央作業室32との間に、過渡的に大きなエア移動量が発生して、作業室内の塵埃状況が急に変化するおそれがある。
このような過渡現象は、乱流を含むため、気流の予測や塵埃移動の予測を難しくする。このため、このようなエア移動量を考慮しない塵埃監視方法では、塵埃発生源の特定や、塵埃状況の変化の予測が難しくなる。
一方、本変形例では、このようなエア移動量の変化を、生産作業の試行によって予め取得しておくため、浮遊塵埃数分布から、塵埃状況を的確に推定して、通知することができる。このため、塵埃状況をよりよく監視することができる。
In the
Such a transient phenomenon includes turbulent flow, which makes it difficult to predict airflow and dust movement. For this reason, in such a dust monitoring method that does not take into account the amount of air movement, it is difficult to identify a dust generation source and predict changes in the dust situation.
On the other hand, in this modification, such a change in the amount of air movement is acquired in advance by trial of production work, so the dust situation can be accurately estimated and notified from the distribution of the number of floating dust. For this reason, it is possible to better monitor the dust situation.
なお、上記の説明では、本発明の塵埃監視方法を生産装置の作業室に適用した場合の例で説明したが、作業室は、生産装置の作業室には限定されない。例えば、クリーンルームやクリーンブースの内部に形成される作業室であってもよい。
また、このような作業室内で行われる作業は、可動体によって、塵埃が発生したり、移動したりするおそれのある動作が含まれる作業であれば、生産作業には限定されない。また、作業は、機械装置が行う作業でもよいし、人手で行う作業でもよい。
In the above description, the dust monitoring method of the present invention is described as an example in the case of applying to the working chamber of the production apparatus. However, the working chamber is not limited to the working chamber of the production apparatus. For example, it may be a working room formed inside a clean room or a clean booth.
In addition, the work performed in the work chamber is not limited to the production work as long as the work includes an operation that may generate dust or move by the movable body. The work may be a work performed by a mechanical device or a work performed manually.
また、上記の説明では、塵埃状況である浮遊塵埃数、発生塵埃数、付着塵埃数の数値を表示部に表示して通知する場合の例で説明したが、塵埃状況通知工程における塵埃状況の通知は数値の通知には限定されない。
例えば、塵埃の発生、付着に許容値が設けられている場合に、許容値内か、許容値を超えたかの判断や警告メッセージなどを塵埃状況として通知してもよい。
さらに、このような塵埃状況の判断とともに、生産装置が行うべき動作の制御信号を自動的に送出してもよい。例えば、発生塵埃数の大きさが許容値を超えた場合に、その警告を通知するとともに、生産装置1の動作を停止する制御信号を電装部3に送出してもよい。
In the above description, the example of displaying the number of floating dust, the number of generated dust, and the number of adhering dust, which is the dust status, is displayed on the display unit and notified, but the notification of the dust status in the dust status notification process is described. Is not limited to numerical notifications.
For example, when an allowable value is provided for the generation and adhesion of dust, a determination as to whether the allowable value is exceeded or the allowable value is exceeded, a warning message, or the like may be notified as the dust status.
Furthermore, a control signal for an operation to be performed by the production apparatus may be automatically transmitted together with the determination of the dust situation. For example, when the number of generated dust exceeds an allowable value, a warning signal may be sent and a control signal for stopping the operation of the
また、上記の説明では、塵埃測定器の測定周期Δtが、一定の場合の例で説明したが、測定周期Δtは、監視期間中に変化させてもよい。例えば、作業の内容に応じて、塵埃状況が変化しにくい期間や、定常的な流れが形成されやすい期間等、塵埃監視に問題がない期間は、測定周期Δtを長くしてもよい。 In the above description, the example in which the measurement cycle Δt of the dust measuring device is constant has been described. However, the measurement cycle Δt may be changed during the monitoring period. For example, the measurement period Δt may be lengthened during a period in which there is no problem in dust monitoring, such as a period in which the dust situation is difficult to change or a period in which a steady flow is likely to be formed, depending on the content of the work.
また、上記の説明では、浮遊塵埃数分布算出工程、塵埃状況推定工程、および塵埃状況通知工程を、浮遊塵埃数のすべての測定に同期して行う場合の例で説明したが、例えば、浮遊塵埃数の測定周期が短い場合や、測定周期に比べて浮遊塵埃数の変化が少ないことが分かっている場合には、浮遊塵埃数分布算出工程、塵埃状況推定工程、および塵埃状況通知工程を行うタイミングを、測定周期の整数倍のタイミングに合うように同期してもよい。
また、塵埃状況の変化が激しくないことが分かっている場合には、塵埃状況を通知するタイミングは、時間的な前後関係があっていれば、浮遊塵埃数の測定のタイミングと厳密には同期していなくてもよい。
In the above description, the floating dust number distribution calculating step, the dust state estimating step, and the dust state notifying step are described in an example in which they are performed in synchronization with all measurements of the floating dust number. When the measurement cycle of the number is short or when it is known that the change in the number of suspended dust is small compared to the measurement cycle, the timing of performing the suspended dust number distribution calculating step, the dust state estimating step, and the dust state notifying step May be synchronized so as to match the timing of an integral multiple of the measurement period.
In addition, when it is known that the change in the dust situation is not severe, the timing to notify the dust situation is strictly synchronized with the measurement timing of the suspended dust count if there is a temporal relationship. It does not have to be.
また、上記の説明では、雰囲気ガスがエア(空気)である場合の例で説明したが、作業の必要によっては、エア以外のガス、例えば、Arガスや窒素ガス等の不活性ガスなどであってもよい。 Further, in the above description, an example in which the atmospheric gas is air (air) has been described. However, depending on the necessity of the work, a gas other than air, for example, an inert gas such as Ar gas or nitrogen gas may be used. May be.
また、上記の実施形態および各変形例で説明したすべての構成要素は、本発明の技術的思想の範囲で適宜組み合わせたり、削除したりして実施することができる。 Moreover, all the components described in the above embodiment and each modification can be implemented by appropriately combining or deleting within the scope of the technical idea of the present invention.
1、1A、1B 生産装置
2 作業室
2a、2b、2c、2d、20a、20b、20c、20d、21a、21b、21c、21d、33a、34a 測定領域
2g 左流入口(流入口)
2h 右流入口(流入口)
2C 左排気口(排気口)
2D 右排気口(排気口)
3 電装部
4、4L、4R ファンフィルタユニット(FFU)
5 パーティクルモニタ(P/M、塵埃測定器)
5a、5b、5c、5d サンプリングチューブ
6 制御ユニット
7 表示部
7a 表示画面
12 部品
13 作業ロボット
14、15 1軸ステージ
21 浮遊塵埃数分布算出部
22 塵埃状況推定部
23 塵埃状況通知部
24 記憶部(雰囲気ガス移動量データ記憶部)
32 中央作業室(作業室)
33 左側作業室(作業室)
34 右側作業室(作業室)
Em、E1、E2、E3、E4 浮遊塵埃数(複数の測定領域ごとの全浮遊塵埃数)
E’m 浮遊塵埃数予測値
f エア吸引量
Fij、F51、F52、F12、F21、F13、F31、F24、F42、F34、F43、F30、F40 エア移動量データ
Hm、H1、H2 発生塵埃数(塵埃の発生量)
Lm、L1、L2 付着塵埃数(塵埃の付着量)
Sab、Sac、Sbd、Scd 境界面
1, 1A,
2h Right inlet (inlet)
2C Left exhaust (exhaust)
2D Right exhaust port (exhaust port)
3
5 Particle Monitor (P / M, dust measuring device)
5a, 5b, 5c,
32 Central work room (work room)
33 Left work room (work room)
34 Right work room (work room)
E m , E 1 , E 2 , E 3 , E 4 Number of suspended dust (total number of suspended dust per multiple measurement areas)
E ′ m Predicted number of floating dust f Air suction amount F ij , F 51 , F 52 , F 12 , F 21 , F 13 , F 31 , F 24 , F 42 , F 34 , F 43 , F 30 , F 40 Air movement amount data H m , H 1 , H 2 Number of generated dust (Dust generation amount)
L m , L 1 , L 2 Number of attached dust (amount of dust attached)
S ab , S ac , S bd , S cd interface
Claims (3)
前記作業室内を複数の測定領域に区画する測定領域区画工程と、
前記作業を試行しつつ、前記作業室における流入口、排気口、および前記複数の測定領域同士の各境界面における前記雰囲気ガスの移動量の時系列データである雰囲気ガス移動量データを取得する雰囲気ガス移動量データ取得工程と、
前記雰囲気ガス移動量データを記憶する雰囲気ガス移動量データ記憶工程と、
を予め行った後、
前記作業を行う際に、
前記複数の測定領域ごとの浮遊塵埃数を測定し、前記複数の測定領域ごとの全浮遊塵埃数を推定して、時系列の浮遊塵埃数分布を算出する浮遊塵埃数分布算出工程と、
前記雰囲気ガス移動量データ工程で記憶された前記雰囲気ガス移動量データを用いて前記時系列の浮遊塵埃数分布から、前記複数の測定領域に対する塵埃の移動収支を算出し、前記複数の測定領域における塵埃の発生量および付着量を推定する塵埃状況推定工程と、
前記塵埃の発生量および付着量に基づく塵埃状況を通知する塵埃状況通知工程と、
を行うことを特徴とする塵埃監視方法。 A dust monitoring method when performing a preset operation in a working chamber supplied with a clean atmospheric gas,
A measurement area dividing step for dividing the working chamber into a plurality of measurement areas;
An atmosphere for acquiring atmosphere gas movement amount data, which is time series data of the amount of movement of the atmosphere gas at each boundary surface between the plurality of measurement regions, at the inlet, the exhaust port, and the plurality of measurement regions in the work chamber while trying the work. Gas transfer data acquisition process;
An atmospheric gas movement amount data storage step for storing the atmospheric gas movement amount data;
After performing in advance,
When performing the above work,
Measuring the number of suspended dust for each of the plurality of measurement areas, estimating the total number of suspended dust for each of the plurality of measurement areas, and calculating the number of suspended dust numbers in a time series;
Using the atmospheric gas movement amount data stored in the atmospheric gas movement amount data step, the movement balance of dust with respect to the plurality of measurement regions is calculated from the time-series floating dust number distribution, and the plurality of measurement regions A dust condition estimation step for estimating the amount of dust generated and the amount of adhesion;
A dust status notification step of notifying the dust status based on the amount of dust generated and the amount of adhesion;
Dust monitoring method characterized by performing.
ことを特徴とする請求項1に記載の塵埃監視方法。 2. The dust monitoring method according to claim 1, wherein the floating dust number distribution calculating step, the dust state estimating step, and the dust state notifying step are performed in synchronization with the measurement of the floating dust number.
前記作業室内を複数の測定領域に区画して前記作業を予め試行した際に、前記作業室における流入口、排気口、および前記複数の測定領域同士の各境界面における前記雰囲気ガスの移動量の時系列データとして取得された雰囲気ガス移動量データを記憶する雰囲気ガス移動量データ記憶部と、
前記複数の測定領域ごとの浮遊塵埃数を測定する塵埃測定器と、
該塵埃測定器による前記浮遊塵埃数に基づいて、前記複数の測定領域ごとの全浮遊塵埃数を推定して、時系列の浮遊塵埃数分布を算出する浮遊塵埃数分布算出部と、
前記雰囲気ガス移動量データ記憶部に記憶された前記雰囲気ガス移動量データを用いて前記時系列の浮遊塵埃数分布から、前記複数の測定領域に対する塵埃の移動収支を算出し、前記複数の測定領域における塵埃の発生量および付着量を推定する塵埃状況推定部と、
前記塵埃の発生量および付着量に基づく塵埃状況を通知する塵埃状況通知部と、
を備えることを特徴とする生産装置。 A production apparatus for performing a preset operation in a working chamber supplied with a clean atmospheric gas,
When the work chamber is divided into a plurality of measurement areas and the work is tried in advance, the amount of movement of the atmospheric gas at each interface between the plurality of measurement areas, the inlet and the exhaust port in the work chamber, An atmospheric gas movement amount data storage unit for storing atmospheric gas movement amount data acquired as time-series data;
A dust measuring device for measuring the number of suspended dust for each of the plurality of measurement regions;
Based on the number of floating dust by the dust measuring device, estimating the total number of floating dust for each of the plurality of measurement areas, to calculate a time-series floating dust number distribution calculating unit,
Using the atmosphere gas movement amount data stored in the atmosphere gas movement amount data storage unit, the dust movement balance of the plurality of measurement areas is calculated from the time-series floating dust number distribution, and the plurality of measurement areas is calculated. A dust state estimation unit for estimating the amount of dust generated and attached in
A dust status notification unit for notifying the dust status based on the amount of dust generated and the amount of adhesion;
A production apparatus comprising:
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US10525458B2 (en) | 2014-11-17 | 2020-01-07 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co., Ltd. | Clean air device and air cleaning unit inspecting method |
KR20220155005A (en) * | 2021-05-14 | 2022-11-22 | 최승원 | Particle Counter Module and System |
-
2011
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