JP2019122203A

JP2019122203A - 制御盤組立装置

Info

Publication number: JP2019122203A
Application number: JP2018002275A
Authority: JP
Inventors: 敬夫荒木; Takao Araki
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2018-01-11
Filing date: 2018-01-11
Publication date: 2019-07-22

Abstract

【課題】制御盤製作の作業時間を短縮するために、盤横倒しおよび起立ならびに反転の姿勢変更に伴う装置切り替えと、制御盤姿勢の調整作業とを少なくする。【解決手段】制御盤１１の床面保持機構２１と制御盤１１の天井面保持機構２２は、盤高さ方向回転用駆動部２３に支持され、前記盤高さ方向回転用駆動部２３は、盤巾方向傾け用駆動部２４に支持され、前記盤巾方向傾け用駆動部２４は、垂直方向上昇下降駆動部２５に支持されており、前記制御盤１１の横倒しおよび起立ならびに反転の姿勢変更と盤巾方向傾け角度の調整とを同一の装置で実施するようにした。【選択図】図２

Description

本発明は制御盤組立装置、特に、制御盤への配線および機器取り付けを効率的に実施するために、作業者および作業工程の種類に合わせて制御盤を姿勢変更し傾け角度調整して制御盤を組立する装置に関するものである。

制御盤の製作においては、盤床から天井高さまでの機器組立および配線を行う必要がある。天井付近の作業においては、梯子の昇降動作が、床付近の作業においては作業者の屈伸動作が発生する。これらの無駄な動作を排除するために、盤を寝かせた状態で配線および組立する。また、配線および組立箇所を作業者に近づけて作業時間を短くするために、寝かせた盤を奥行き方向に傾ける等の方策が取られている。

また、特許文献１のように、垂直母線組立体を盤外で組立てるようにして作業効率を上げるようにしている。

特許第４７２６５１３号

このような制御盤製作工程においては、盤の横倒しと傾けおよび盤裏面への作業をする際に盤反転を行い、作業後に盤保管面積削減のために盤起立を行う必要がある。そのため、盤の姿勢変更が頻繁に発生し、姿勢変更に伴う装置の切り替えや、傾け角度の調整作業が増加することにより、作業時間が増加するという課題があった。

本発明は上記の課題を解決するための制御盤組立装置に関するものであり、制御盤の横倒しおよび起立ならびに反転に伴う装置の切り替え作業を不要化し、作業を効率化することを意図している。

本発明に係る制御盤組立装置は、制御盤表面および裏面の配線ならびに機器取付けを行うために制御盤を所定状態に保持する装置において、前記制御盤を保持する保持機構を所定方向に回転駆動する回転用駆動部を垂直方向に移動可能に設け、前記制御盤の横倒しおよび起立ならびに反転の姿勢変更を同一の方向に回転させて実施するようにしたことを特徴とする。

本発明に係る制御盤組立装置によれば、姿勢変更に伴う複数装置の切り替えを不要化し、制御盤製作にかかる作業時間を短縮することができる。

本発明に係る実施の形態における制御盤組立装置が組立対象とする制御盤を示す斜視図である。本発明に係る実施の形態における制御盤組立装置を示す斜視図である。本発明に係る実施の形態における制御盤組立装置を使った制御盤製作の流れを示すフロー図である。本発明に係る実施の形態における制御盤組立装置使用時の装置と作業者の位置関係を示す斜視図である。本発明に係る実施の形態における制御盤組立装置が盤を保持する際の脱落防止機構を示す斜視図である。本発明に係る実施の形態における制御盤組立装置の盤を傾斜させている状態を示す斜視図である。本発明に係る実施の形態における制御盤組立装置の盤を起立させている状態を示す斜視図である。

実施の形態１．
本発明に係る実施の形態１における制御盤組立装置について、図１から図７までを用いて説明する。
図１は、本発明に係る実施の形態１における制御盤組立装置が組立対象とする制御盤を示す斜視図である。図１に示すように、組立対象となる制御盤１１は、フォークリフトやハンドリフター等の搬送装置を差し込んで盤移動させるための治具であるスキッド１２が、床面に取り付けられている。制御盤１１を吊るして輸送するためにロープ、チェーンを通すための部品であるアイボルトが取り付けられるよう、制御盤の天井には、アイボルト用取り付け穴１３が加工されている。

図２は、本発明に係る実施の形態１における制御盤組立装置の構成を示す斜視図である。図２に示すように、本発明に係る実施の形態１における制御盤組立装置は、床面に設置されたスキッド１２と装置を接続することにより制御盤１１の床面を保持する機構２１と、アイボルト取り付け穴１３へ設置したスキッド１２と装置を接続することにより制御盤１１の天井面を保持する機構２２と、盤の高さ方向を回転方向として制御盤１１を回転させる駆動部２３と、制御盤１１の巾方向を回転方向として制御盤１１を任意角度に傾ける駆動部２４と、制御盤１１を垂直方向に上昇下降させる駆動部２５とを備える。
また、盤高さ方向回転用駆動部２３の回転動作に関する制御指示を出力するとともに、盤巾方向傾け用駆動部２４と垂直方向上昇下降駆動部２５の作業者および作業工程に適した角度および高さを記憶し、作業者および作業工程に応じて盤巾方向傾け用駆動部２４、垂直方向上昇下降駆動２５へ動作指示を出力する記憶手段および制御手段として機能する情報処理装置からなる計算機２６を備えている。

次に、本発明に係る実施の形態１における制御盤組立装置を用いた制御盤製造の流れを、図３を使って説明する。最初に、制御盤搬送工程３０１において、床面および天井面にスキッド１２を取り付けられた起立状態の制御盤１１の箱体が、フォークリフトやハンドリフター等の搬送装置で床面スキッド１２を保持されながら制御盤製作場へ搬送される。次いで、制御盤組立装置への盤装着工程３０２において、制御盤１１を本発明に係る実施の形態１における制御盤組立装置近くの所定位置まで搬送し、搬送装置を制御盤１１から取り外す。さらに、本発明に係る実施の形態１における制御盤組立装置の盤床面保持機構２１および盤天井面保持機構２２と制御盤１１に取り付けられた床面スキッド１２および天井面スキッド１２を接続する。その後、制御盤横倒し工程３０３において、盤床面保持機構２１および盤天井面保持機構２２で制御盤１１を保持したまま、盤高さ方向回転用駆動部２３により起立状態の制御盤１１を横に寝かせる。

盤表面機器取り付け位置調整工程３０４においては、次工程で行う制御盤表面機器取り付け作業が作業性の良い姿勢で行えるよう、計算機２６から盤巾方向傾け用駆動部２４、垂直方向上昇下降駆動部２５へ動作指示を出力し、横に寝かされた盤の高さおよび傾きを調整する。次の制御盤表面機器取り付け工程３０５において、作業者１０は横に寝かされた盤の側面側に図４のように立ち、制御盤表面において配線ダクト、ＤＩＮレール、リレー等機器の取り付け作業を行う。その後、制御盤表面−裏面反転工程３０６において、盤高さ方向回転用駆動部２３により、制御盤を反転して裏面が上を向いた状態で制御盤１１を横に寝かせる。

続いて、盤裏面機器取り付け位置調整工程３０７において、次工程で行う制御盤裏面機器取り付け作業が作業性の良い姿勢で行えるよう、計算機２６から盤巾方向傾け用駆動部２４、垂直方向上昇下降駆動部２５へ動作指示を出力し、横倒しされた盤の高さ、傾きを調整する。次の制御盤裏面機器取り付け作業工程３０８において、作業者１０が図４の位置に立ち、盤裏面に対し配線ダクト、DINレール、リレー等機器の取り付け作業を行う。

次の盤裏面配線位置調整工程３０９では、次工程で行う制御盤裏面配線作業が作業性の良い姿勢で行えるよう、計算機２６から盤巾方向傾け用駆動部２４および垂直方向上昇下降駆動部２５へ動作指示し、横倒しされた盤の高さおよび傾きを調整する。盤裏面配線工程３１０では、作業者１０が図４の位置に立ち、制御盤裏面に取り付けられた機器へ配線する。その後、制御盤裏面−表面反転工程３１１において、盤高さ方向回転用駆動部２３により、制御盤１１を反転して表面が上を向いた状態で制御盤１１を横に寝かせる。

続いて、盤表面配線位置調整工程３１２では、次工程で行う制御盤表面配線作業が作業性の良い姿勢で行えるよう、計算機２６から盤巾方向傾け用駆動部２４および垂直方向上昇下降駆動部２５へ動作指示し、横倒しされた盤の高さおよび傾きを調整する。続いて、盤表面配線作業工程３１３において、作業者１０が図４の位置に立ち、制御盤表面の配線作業を行う。

次に、盤起立工程３１４において、表裏面配線作業、機器取り付け作業が完了した制御盤１１を、制御盤保管面積を削減するために盤高さ方向回転用駆動部２３によって図７のように起立させ、垂直方向上昇下降駆動部２５で制御盤を下降させることで、床面に制御盤１１を置く。最後の盤送り込み工程３１５において、制御盤床面のスキッド１２をフォークリフトやハンドリフター等の搬送装置で保持、搬送することで、検査場等の次の送り込み先に移動する。

本発明に係る実施の形態１における制御盤組立装置について、各構成品の構造および用途について説明する。盤床面保持機構２１および盤天井面保持機構２２は、盤高さ方向回転用駆動部２３に支持されており、盤高さ方向回転用駆動部２３が回転することにより、盤床面保持機構２１および盤天井面保持機構２２によって保持された制御盤１１を、盤の高さ方向に回転させる。

盤床面保持機構２１および盤天井面保持機構２２を、盤床面および盤天井面に固定されたスキッド１２に接続するために、スキッド側面へ穴加工し、図５のように盤床面保持機構２１、盤天井面保持機構２２に接続したシャフト５１をスキッド側面へ通す。シャフト５１からスキッド１２が脱落しないよう、脱落防止機構５２を設けることができ、例えば、シャフト５１先端へピンを挿入する、または、シャフト５１先端部をねじ山形状に加工し、脱落防止ナットを取り付けられるようにする。盤床面保持機構２１および盤天井面保持機構２２により、制御盤１１の箱体を直接保持しないようにすることで、制御盤１１の箱体表面への傷つきを回避することができる。

盤床面保持機構２１および盤天井面保持機構２２ならびに盤高さ方向回転用駆動部２３は、盤巾方向傾け用駆動部２４によって支持されており、盤巾方向傾け用駆動部２４を、図６のように傾斜させることにより、制御盤１１を巾方向の任意角度に傾けて固定することができる。作業者１０は、図４に示すように、制御盤１１に対し、盤巾方向傾け用駆動部２４の反対側側面に位置して配線作業および組立作業を行い、盤高さ方向回転用駆動部２３および盤巾方向傾け用駆動部２４により盤高さ方向および盤巾方向の任意角度に制御盤１１を位置変更して作業することで、屈む、背伸びする、作業梯子を昇降する等の無駄な動作を排除し、作業時間および制御盤製作工期を短縮させる。

盤高さ方向回転用駆動部２３において、盤を反転させるための回転方向と、盤を起立および横倒しの回転方向を同一方向に統合することにより、制御盤１１の反転および起立ならびに横倒しを同一の装置で実現することができる。また、盤高さ方向回転用駆動部２３を盤巾方向傾け用駆動部２４によって支持することで、制御盤１１への配線作業および機器取り付け作業を円滑に行うために必要な盤巾および盤高さ方向の位置調整を装置の切り替え無く、同一の装置で実現することができ、装置の切り替えに伴う作業時間の増大を回避することができる。

盤床面保持機構２１および盤天井面保持機構２２と盤高さ方向回転用駆動部２３および盤巾方向回転用駆動部２４とは垂直方向上昇下降駆動部２５によって支持されている。垂直方向上昇下降駆動部２５によって、盤高さ方向回転用駆動部２３を上昇させ、反転および起立ならびに横倒し時に制御盤１１と地面が干渉しないようにする。地面との干渉を回避して制御盤１１を回転させた後に、作業者１０が配線作業および機器取り付け作業を行う際には、作業者１０の背の高さや座り・立ち姿勢に適した垂直方向高さまで、垂直方向上昇下降駆動部２５を下降させることで、配線作業および機器取り付け作業時の屈み、背伸び、作業梯子昇降の姿勢変更を不要とし、作業性を向上させる。

制御手段および記憶手段として機能する演算処理装置としての計算機２６には、個人および作業工程の組み合わせ毎に、作業に適した制御盤１１の高さおよび傾きを登録することができる。作業者１０が配線作業と組立作業に先立って、計算機２６上へ個人の識別ＩＤと作業工程の種類を入力することで、作業に適した制御盤１１の高さ、傾きを計算機２６が特定し、計算機２６から盤巾方向傾け用駆動部２４および垂直方向上昇下降駆動部２５に対し、登録した高さおよび傾きへ制御盤を姿勢変更させるよう動作指示する。作業者が作業しやすい制御盤１１の姿勢を制御盤組立装置が記憶しておき、制御盤組立装置が作業しやすい姿勢へ制御盤１１を自動で移動させることにより、制御盤１１の姿勢を人手で試行錯誤して調整する手間を排除することができ作業時間を短縮させる。

（１）本発明に係る実施の形態１における制御盤組立装置は、図１から図７に示されている通り、次の構成が適用されている。
制御盤１１における表面および裏面の配線および機器取付けを行うために制御盤１１を横に寝かせて所定の作業用姿勢状態に保持する装置において、前記制御盤１１を保持する盤床面保持機構盤２１および盤天井面保持機構２２からなる保持機構を所定方向に回転駆動する盤高さ方向回転用駆動部２３からなる回転用駆動部を垂直方向上昇下降駆動部２５で駆動されることにより垂直方向に移動可能に設け、前記制御盤１１の横倒し・起立・反転の姿勢変更を同一の方向に回転させて実施するようにしたことを特徴とする。
この構成により、姿勢変更に伴う装置の切り替えを不要化し、作業時間・制御盤製作工期を短縮することができる。

（２）本発明に係る実施の形態１における制御盤組立装置は、図１から図７に示されている通り、次の構成が適用されている。
制御盤１１の床面を保持する盤床面保持機構２１と、前記制御盤１１の天井面を保持する盤天井面保持機構２２と、前記盤床面保持機構２１および前記盤天井面保持機構２２を支持し所定方向に回転駆動する盤高さ方向回転用駆動部２３と、前記盤高さ方向回転用駆動部２３を支持する盤巾方向傾け用駆動部２４と、前記盤巾方向傾け用駆動部２４を支持する垂直方向上昇下降駆動部２５とを備え、前記制御盤１１の横倒しおよび起立ならびに反転の姿勢変更と盤巾方向傾け角度の調整とを同一の装置で実施するようにしたことを特徴とする。
この構成により、姿勢変更に伴う装置の切り替えと、傾き角度の調整作業を不要化し、作業時間を縮小して制御盤製作工期を短縮することができる。

（３）本発明に係る実施の形態１における制御盤組立装置は、前記（１）項または前記（２）項の構成において、次の構成が適用されている。
組立作業に従事する各作業者の属性および作業工程の種類に適した制御盤姿勢の参照情報を記憶する記憶手段を設けるとともに、入力された各作業者の属性および作業工程の種類の識別情報を前記記憶手段の参照情報と照合して前記制御盤姿勢を変更し設定する制御手段を設けたことを特徴とする。
この構成により、各作業者の属性および作業工程の種類に適した制御盤姿勢を自動で調整することにより、作業時間を縮小し、制御盤製作工期を短縮することができる。

実施の形態２．
計算機２６は、個人の識別ＩＤを作業者が入力する代わりに、作業者を視野に入れたカメラを制御盤組立装置の構成に含めることで、カメラを通じて作業者の身長を検出して身長に合わせて作業しやすい高さを、計算機２６が自動認識することとしても良い。
この他、カメラによる顔認証機能や、個人を識別するＲＦＩＤを作業者に持たせて制御盤組立装置に設置したＲＦＩＤ読取センサを使って個人認証することより、作業者を自動判別することでも良い。
個人の識別ＩＤを制御盤組立装置へ人手で入力することを不要化することにより、作業を開始する際や作業者が途中から変わった際に、計算機２６へ入力する手間を軽減することで作業時間を短縮する。

本発明に係る実施の形態２における制御盤組立装置は、前述した実施の形態１における前記（３）項の構成において、次の構成が適用されている。
作業者の身体的属性をカメラによる顏認証機能などにより識別し作業者を特定する識別情報を取得する認識手段を設け、前記認識手段が取得した作業者特定情報を制御盤姿勢設定のための識別情報として前記制御手段へ入力することを特徴とする。
この構成により、顏認証機能などによる識別によって作業者を自動的に特定することにより、作業者に関する識別情報につき手動入力を不要化することができ、作業効率を向上できる。

また、本発明に係る実施の形態２における制御盤組立装置は、前述した実施の形態１における前記（３）項の構成において、次の構成が適用されている。
カメラ撮影によって作業者の身長を検出する認識手段を設け、前記認識手段が取得した身長情報を前記制御手段による制御盤姿勢設定のための識別情報として前記制御手段へ入力することを特徴とする。
この構成により、認識手段が取得した身長情報を制御手段へ自動的に入力することによって作業者に関する識別情報につき手動入力を不要化でき、作業効率を向上できる。

また、本発明に係る実施の形態２における制御盤組立装置は、前述した実施の形態１における前記（３）項の構成において、次の構成が適用されている。
作業者が携帯するＲＦＩＤからなる情報媒体に記録された個人特定情報を非接触で検出するＲＦＩＤ読取センサからなる検出手段を設け、前記検出手段が取得した情報を前記制御手段による制御盤姿勢設定のための識別情報として前記制御手段へ入力することを特徴とする。
この構成により、作業者が携帯する情報媒体に記録された識別情報を制御手段へ自動的に入力することによって作業者に関する識別情報につき手動入力を不要化でき、作業効率を向上できる。

実施の形態３．
計算機２６へ作業工程の種類を作業者が入力する代わりに、装置にロードセル等の重量計測部を設置し、制御盤１１の重さを随時測定することで、制御盤１１の重さから制御盤に取り付けられた配線本数、機器の数量を割り出して作業工程の種類を特定することとしても良い。
この場合、計算機２６は、制御盤１１の設計情報から、盤表面および盤裏面のそれぞれについて、配線本数、機器の取り付け数量を算出し、配線完了時の重量および機器取り付け完了時の重量を抽出するか、外部の設計情報システムから表面、裏面毎の配線完了時の重量情報および機器取り付け完了時の重量情報を制御盤製作前に受け取っておくものとする。

また、本発明に係る実施の形態３における制御盤組立装置は、前述した実施の形態１における前記（３）項または前述した実施の形態２における構成において、次の構成が適用されている。
横倒しおよび起立ならびに反転などの各工程における制御盤１１の重量を検知し制御盤１１への配線本数および機器取付数量の各工程における差異を参照して作業工程を特定し作業工程の種類を判別するロードセル等の重量計測部からなる検知手段を設け、前記検知手段が取得した情報を前記制御手段による制御盤姿勢設定のための識別情報として前記制御手段へ入力することを特徴とする。
この構成により、各工程における制御盤１１の重量を検知し作業工程の種類を判別することによって、作業工程の種類に関する識別情報につき手動入力を不要化でき、作業効率を向上できる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を自由に組合せたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１０作業者、１１制御盤、１２スキッド、１３アイボルト取り付け穴、２１盤床面保持機構、２２盤天井面保持機構、２３盤高さ方向回転用駆動部、２４盤巾方向傾け用駆動部、２５垂直方向上昇下降駆動部、２６計算機、５１シャフト、５２脱落防止機構。

Claims

制御盤における表面および裏面の配線ならびに機器取付けを行うために制御盤を所定状態に保持する装置において、前記制御盤を保持する保持機構を所定方向に回転駆動する回転用駆動部を垂直方向に移動可能に設け、前記制御盤の横倒しおよび起立ならびに反転の姿勢変更を同一の方向に回転させて実施するようにしたことを特徴とする制御盤組立装置。
制御盤の床面を保持する盤床面保持機構と、前記制御盤の天井面を保持する盤天井面保持機構と、前記盤床面保持機構および前記盤天井面保持機構を支持し所定方向に回転駆動する盤高さ方向回転用駆動部と、前記盤高さ方向回転用駆動部を支持する盤巾方向傾け用駆動部と、前記盤巾方向傾け用駆動部を支持する垂直方向上昇下降駆動部とを備え、前記制御盤の横倒しおよび起立ならびに反転の姿勢変更と盤巾方向傾け角度の調整とを同一の装置で実施するようにしたことを特徴とする制御盤組立装置。
組立作業に従事する各作業者および作業工程の種類に適した制御盤姿勢の参照情報を記憶する記憶手段を設けるとともに、入力された各作業者および作業工程の種類の識別情報を前記記憶手段の参照情報と照合して制御盤姿勢を設定する制御手段を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の制御盤組立装置。
作業者の身体的属性を識別し作業者を特定する識別情報を取得する認識手段を設け、前記認識手段が取得した情報を制御盤姿勢設定のための識別情報として前記制御手段へ入力することを特徴とする請求項３に記載の制御盤組立装置。
作業者の身長を検出する認識手段を設け、前記認識手段が取得した情報を前記制御手段による制御盤姿勢設定のための識別情報として前記制御手段へ入力することを特徴とする請求項３に記載の制御盤組立装置。
作業者が携帯する情報媒体に記録された個人特定情報を非接触で検出する検出手段を設け、前記検出手段が取得した情報を前記制御手段による制御盤姿勢設定のための識別情報として前記制御手段へ入力することを特徴とする請求項３に記載の制御盤組立装置。
各工程における制御盤の重量を検知し作業工程の種類を判別する検知手段を設け、前記検知手段が取得した情報を前記制御手段による制御盤姿勢設定のための識別情報として前記制御手段へ入力することを特徴とする請求項３から請求項６までの何れか１項に記載の制御盤組立装置。