JP4589216B2 - 機械部品等のワーク洗浄装置 - Google Patents

Description

本発明は機械部品等のワーク洗浄装置、より詳細には、例えば、エンジンのシリンダブロックやシリンダヘッド等の機械部品等のワークにその製造過程中に付着した切粉、油脂等を、当該機械部品から除去するための機械部品等のワーク洗浄装置に関するものである。

上記シリンダブロック等の機械部品には、図７に示すように多くの複雑な溝や孔が形成され、その溝や孔に切粉や油脂等が入り込んだり付着したりするため、これを除去する作業が行われる。

一般にこの作業は洗浄によって行われるが、従来その洗浄装置としては、例えば特開平６−５５１４７号公報に記載のものが知られている。これは、クランプ装置に把持されたワークを、垂直に配設された円形ガイドレールに沿って移動させ、洗浄槽内の洗浄位置において、前記円形ガイドレールの一部であって回転可能な回転駆動レールによって回転させつつ、水中で高圧洗浄ノズルから洗浄液を噴射して洗浄するものである。

特開平６−５５１４６号公報、特開平６−１５４７１３号公報、特開平６−１３４４１０号公報、実開平６−３１８７５号公報及び実開平６−３１８７８号公報記載の洗浄装置も、これと同じタイプのものである。

また、別のタイプの洗浄装置として、特開平５−１６１８８０号公報に記載のものがある。これは、ローラコンベア等によってワークを移送させつつ、空中において洗浄液を噴射して洗浄する第１工程と、水中において気泡による曝気処理を行なうと共に洗浄液を高速噴射する第２工程から成るものである。

特開平６−５５１４７号公報 特開平６−５５１４６号公報 特開平６−１５４７１３号公報 特開平６−１３４４１０号公報 実開平６−３１８７５号公報 実開平６−３１８７８号公報 特開平５−１６１８８０号公報

上記従来の洗浄装置の場合は、いずれも水中洗浄位置においてワークを回転させたりするが、その動きは一定の限られたものであるため、特にシリンダブロックやシリンダヘッド等のように、大小の深い穴や奥広となった穴のあるワークに対しては、洗浄液の高速噴射が及ばない部分が生じやすく、切粉等の除去のための十分な洗浄ができない場合が少なくない。

そこで本発明は、ワークの各面に対して洗浄液の高速噴射がなされ、以て、切粉等の除去のための洗浄を十分且つ効率よく行なうことができ、しかも洗浄液の浄化機能を有しているために、より信頼性の高い洗浄作業を行ない得る機械部品等のワーク洗浄装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、内部に高速洗浄ノズルを備えた複数の洗浄槽と、ロボットアーム先端のチャックでワークをクランプして前記洗浄槽内に運び入れ、前記高速洗浄ノズルに対向させて当該ワークの洗浄を行なうロボットとを含むワーク洗浄装置において、前記複数の洗浄槽はそれぞれ洗浄液の循環清浄化機能を備え、前記ロボットは、前記複数の洗浄槽に対し、選択的に前記ワーク洗浄のための動作を行なうことを特徴とする。

好ましくは前記ロボットは、前記複数の洗浄槽に対し、順番にワークを運び入れるようにする。また、前記洗浄槽の洗浄液は、ワークを１つ洗浄する都度入れ替えることとし、前記洗浄槽の洗浄液の浄化は、すべての洗浄槽に共通の単一の浄化装置により行ない、更に、前記洗浄槽への濾過済み洗浄水の供給は、予め前記洗浄水を貯溜したサブタンクから短時間の内に行われるようにすることが好ましい。

前記洗浄槽には、入液用パイプ、洗浄液用パイプ、排液用パイプ、及び、オーバーフロー液用パイプが接続され、更に槽内洗浄用のパイプが接続される。そして好ましくは、前記洗浄槽の排液用パイプを分岐させ、その分岐路に、槽内下部の異物の排出用ポンプが設置される。

本発明に係る装置は更に、ワークの搬入コンベアと、ワークの搬出コンベアとを含み、前記搬入コンベアと搬出コンベアとは、一直線上に配置され、また、前記搬入コンベアの搬送端に、ワークの種類と存在とを検出するセンサが配備され、前記ロボットは前記センサの検出信号に基いて動作するようにされる。

本発明に係るワーク洗浄装置は上記構成であるため、ワークの各面に対して洗浄液の高速噴射がなされ、以て、切粉等の除去のための洗浄を十分且つ効率よく行なうことができ、しかも洗浄液の浄化機能を有しているために、より信頼性の高い洗浄作業を行ない得る効果がある。

特に請求項２乃至４に記載の発明においては、複数の洗浄槽を遊ばせることなく効率よく順番に使用できる効果がある。

本発明を実施するための最良の形態について、添付図面に依拠して説明する。図１は、本発明に係るワーク洗浄装置全体の概略構成図、図２は本装置の詳細を示す正面図、図３は同上平面図である。本装置は基本的に、ロボット１と、複数（図示した例では２個）の洗浄槽２、３と、洗浄槽２、３に連結されていて洗浄槽２、３内の洗浄液を清浄化する濾過装置４とから成る。

ロボット１はそのアームの先端に、開閉してワーク５０をクランプするチャック８を備えた、例えば６軸の多軸ロボットである。このロボット１は、搬入コンベア５上を搬送されてワーク検出センサ７によって識別されたワーク５０をクランプし、これをいずれかの洗浄槽２、３内に運び入れて洗浄に供し、洗浄後搬入コンベア５に続く搬出コンベア６に戻す働きをする。

ワーク検出センサ７は搬入コンベア５の端部に配置され、例えば、ワーク５０の形状上の特徴（種類によって凹凸の位置等が異なる。）を検出する複数の近接スイッチ７ａ、７ｂと、クランプ位置におけるワーク５０の存在を検出する近接スイッチ７ｃとから成る。

ロボット１は、このワーク検出センサ７の検出結果に基いて、搬入コンベア５の搬送端、即ち、クランプ位置にあるワーク５０をピックアップし、且つ、洗浄槽２、３内において、検出されたワークの種類に応じた動きをし、以てワーク５０の凹所を、確実に、洗浄槽２、３内に配置される高速洗浄ノズル１０、１１に向ける。

洗浄水を高速噴射する高速噴射ノズル１０、１１は、洗浄槽２、３の側面及び底面に設置される。高速噴射ノズル１０、１１はそれぞれ複数本並設され、底面側の高速噴射ノズル１１は、好ましくは、斜め上方に噴射するように斜め向きにされる（図４参照）。

洗浄槽２、３には、それぞれ入液用パイプ１３、１３ａと、排液用パイプ１４、１４ａと、オーバーフロー液用パイプ１５、１５ａと、洗浄液用パイプ２４、２４ａとが接続される（図６参照）。

入液用パイプ１３、１３ａは、濾過装置４のメインタンク１２に設置されるポンプ１７に直接接続することとしてもよいが、好ましくは、濾過した洗浄水を貯溜するために濾過装置４上方の高所に設置されるサブタンク１６に接続することとする。そのようにすることにより、洗浄槽２、３内の洗浄液の入れ替え時における洗浄水の供給を、重力を利用して短時間で行うことが可能となる。

サブタンク１６には、濾過装置４のメインタンク１２に設置された貯溜用ポンプ１７の作用により、常時濾過済みの洗浄水が満たされる。各洗浄槽２、３への入液用パイプ１３、１３ａはサブタンク１６から個別に延ばしてもよいが、図示したように、サブタンク１６から出る１本のパイプを分岐させ、切換弁１８、１８ａで切換え操作を行なうようにすることが配管上好ましい。

入液用パイプ１３、１３ａは、それぞれ切換弁１８、１８ａの手前で分岐され、各分岐路１３ｂ、１３ｃは、別の切換弁２３、２３ａを介して洗浄槽２、３に導かれる。分岐路１３ｂ、１３ｃの先端は、洗浄槽２、３の内周面上端部に沿って配置される槽内環状ノズル９に接続される。

排液用パイプ１４、１４ａは、各洗浄槽２、３の底部から出て途中で合流し、排液ポンプ１９を介して、後述する濾過装置４の濾過槽２９に接続される。排液用パイプ１４、１４ａは、洗浄槽２、３内の洗浄液の入れ替え時に用いられるもので、それぞれ切換弁２７、２７ａが設置される。

排液用パイプ１４、１４ａは、それぞれ切換弁２７、２７ａの手前で分岐され、分岐路１４ｂ、１４ｃは、異物排出ポンプ２２、２２ａを介して濾過槽２９に接続される。この経路は、洗浄作業中に洗浄槽２、３の底部に貯まる異物を吸い出すために使用される。なお、異物排出パイプ２２、２２ａは、洗浄時における洗浄液の供給量とオーバーフロー量とのバランス調整をする。

オーバーフロー液用パイプ１５，１５ａは、各洗浄槽２、３に付設されるオーバーフロータンク２０、２１から出て、濾過装置４の濾過槽２９に接続される。

各洗浄槽２、３には更に、高速洗浄ノズル１０、１１に洗浄水を供給するための洗浄液用パイプ２４、２４ａが、それぞれ切換弁２５、２５ａを介して接続される。２つの高速洗浄ノズル１０、１１には、それぞれ個別の洗浄液用パイプ２４、２４ａが、それぞれ個別の切換弁２５、２５ａを介して接続される。洗浄液用パイプ２４、２４ａは、メインタンク１２に設置される洗浄ポンプ２６から延び、洗浄ポンプ２６の作用により、メインタンク１２内の洗浄液を、切換弁２５、２５ａを介して高速洗浄ノズル１０、１１に導く。

濾過装置４は、一般に用いられているものを利用することができる。図５はその一例を示すもので、それは、一端に洗浄槽２、３からの切粉等を含んだ排液の導入口３０を形成すると共に、他端に斜め立上り部３１を設けてその先端部に下向きのスラッジ排出口３２を形成した濾過槽２９を設け、濾過槽２９内に、導入口３０の下側からスラッジ排出口３２にまで延びるように、スクレーパー３３を適宜間隔置きに取り付けたコンベア３４を配置し、また、斜め立上り部３１の基端部に、ドラムフィルター３５を回転可能に軸支させて成る。

この濾過装置４の場合、導入口３０から切粉を含んだ排液が流入すると、比重の大きい切粉等が濾過槽２９の底面に沈殿堆積する。堆積したスラッジ３６は、循環するコンベア３４のスクレーパー３３によって掻き取られ、スクレーパー３３によって濾過槽２９の底面並びに斜め立上り部３１の側面に沿って押し上げられ、スラッジ排出口３２から排出される。また、塗料カス等の浮遊異物を含む切削液は、ドラムフィルター３５表面の濾過布によって濾過される。かくして浄化された洗浄水は、ドラムフィルター３５内部から排出されて、メインタンク１２に流入する。

次に、上記構成の動作について説明する。先ず、搬入コンベア５によって搬送されてくるワーク５０の種類を近接スイッチ７ａ、７ｂが検出すると、ロボット１が当該ワーク５０に対応する動きをするように動作信号がセットされる。次いで、ワーク５０がクランプ位置まで進んでこれを近接スイッチ７ｃが検出すると、ロボット１に対してクランプ信号が発せられ、これに応じてロボット１が動作し、チャック８によりクランプ位置にあるワーク５０をクランプしてピックアップする。

その後ロボット１は、ワーク５０をクランプしたまま、浄化された洗浄水が満たされているいずれかの洗浄槽２（３）内にワーク５０を運び入れ、当該ワーク５０に対応する微妙な動きをして、ワーク５０を正しく高速洗浄ノズル１０、１１に向ける。かくして、ワーク５０の凹所の大きさ、深さ、位置に関係なく、確実且つ十分に、切粉等の洗い流し作業が行われる。

洗浄作業終了後ロボット１は、ワーク５０を持ち上げて搬出コンベア６上において解放し、搬出させる。そしてその後、新たなワーク５０をピックアップすべく、搬入コンベア５のクランプ位置上に戻って待機する。

次のワーク５０の洗浄は、その前に使用したのとは異なる洗浄槽３にて行なわれる。その間に前に使用した洗浄槽２における洗浄液の入れ替えが行われる。従って、図示した例のように洗浄槽が２つの場合は、交互にワーク洗浄に使用され、交互に洗浄液の交換が行なわれることになる。

次いで、洗浄槽２、３における洗浄液の循環について説明する。先ず、洗浄槽２の洗浄液が抜かれているとした場合、洗浄槽２への洗浄液の供給は、切換弁１８に開動作をさせることにより行なう。切換弁１８ａが閉じた状態で切換弁１８が開くと、サブタンク１６内の所定量の洗浄液が、入液用パイプ１３を通って一気に洗浄槽２内に流入する。

この状態でワーク５０が、高速洗浄ノズル１０、１１に対向する位置に導入されると、切換弁２５が開き、メインタンク１２内の洗浄液が、洗浄液用パイプ２４を通って高速洗浄ノズル１０、１１に導かれ、そこからワーク５０の凹所に向けて高速噴射され、以て凹所内の切粉等を次々と洗い流していく。

この洗浄作業の際、過剰の洗浄液はオーバーフロータンク２０に溢出して貯まり、そこからオーバーフロー液用パイプ１５を通して濾過槽２９内に戻される。また、洗浄によって洗い出された異物は洗浄槽２の底の方に貯まるので、洗浄作業中に異物排出ポンプ２２を作動させて異物を分岐路１４ｂに吸い出し、濾過槽２９に排出させる。

洗浄作業が終了してワーク５０が洗浄槽２から搬出されると、切換弁１８及び２７ａが閉じた状態で切換弁２７が開くと共に排液ポンプ１９が作動し、以て洗浄槽２内の洗浄液が抜かれて、導入口３０から濾過槽２９内に導入される。

この排液作業の際切換弁２３が開き、洗浄槽２の内周面上端部に設置された環状ノズル９から、槽内周面に向けて洗浄液が噴射され、以て槽内洗浄がなされ、その後切換弁２３、２７が閉じて次の洗浄液供給を待つ。

以上の洗浄液の供給、排出が洗浄槽２、３において交互に行われ、交互にワーク洗浄に供される。なお、洗浄槽が２つ以上の場合にも、これに準じて洗浄液の供給、排出が行われ、順にワーク洗浄に供される。

この発明をある程度詳細にその最も好ましい実施形態について説明してきたが、この発明の精神と範囲に反することなしに広範に異なる実施形態を構成することができることは明白なので、この発明は添付請求の範囲において限定した以外はその特定の実施形態に制約されるものではない。

本発明に係る機械部品等のワーク洗浄装置の概略全体構成図である。 本発明に係る機械部品等のワーク洗浄装置の正面図である。 本発明に係る機械部品等のワーク洗浄装置の平面図である。 本発明に係る機械部品等のワーク洗浄装置における洗浄槽の構成を示す図である。 本発明に係る機械部品等のワーク洗浄装置における濾過装置の構成を示す図である。 本発明に係る機械部品等のワーク洗浄装置のブロック化した全体構成図である。 本発明に係る機械部品等のワーク洗浄装置によって洗浄されるワークの形状例を示すものである。

符号の説明

１ ロボット
２、３ 洗浄槽
４ 濾過装置
５ 搬入コンベア
６ 搬出コンベア
７ ワーク検出センサ
９ 環状ノズル
１０、１１ 高速噴射ノズル
１２ メインタンク
１３、１３ａ 入液用パイプ
１３ｂ、１３ｃ 分岐路
１４、１４ａ 排液用パイプ
１４ｂ、１４ｃ 分岐路
１５、１５ａ オーバーフロー液用パイプ
１６ サブタンク
１７ 貯溜用ポンプ
１８、１８ａ 切換弁
１９ 排液ポンプ
２０、２１ オーバーフロータンク
２２、２２ａ 異物排出ポンプ
２３、２３ａ 切換弁
２４、２４ａ 洗浄液用パイプ
２５、２５ａ 切換弁
２６ 洗浄ポンプ
２７、２７ａ 切換弁
２９ 濾過槽

Claims (9)

1. ロボットアーム先端のチャックでワークをクランプして複数の洗浄槽内に選択的に運び入れて洗浄するロボットと、内部に高速洗浄ノズルを備えると共に洗浄液の循環清浄化機能を具備した前記複数の洗浄槽と、前記ワークの形状上の特徴を検出するセンサを備えた搬入コンベアとを備え、
   前記ロボットは、前記センサの検出結果に基づいて前記搬入コンベア上の前記ワークをクランプし、前記複数の洗浄槽のうちのいずれかの洗浄槽内において、当該ワークの種類に応じた動作をして当該ワークを前記高速洗浄ノズルに対向させて洗浄を行ない、
   前記洗浄槽の洗浄液は、ワークを１つ洗浄する都度入れ替えられることを特徴とする機械部品等のワーク洗浄装置。
2. 前記ロボットは前記複数の洗浄槽に対し順番に前記ワークを運び入れる、請求項１に記載の機械部品等のワーク洗浄装置。
3. 前記洗浄槽は前記ロボットを挟んで２つ配備される、請求項１に記載の機械部品等のワーク洗浄装置。
4. 前記複数の洗浄槽の洗浄液の循環清浄化は、共通の濾過装置により行われる、請求項１に記載の機械部品等のワーク洗浄装置。
5. 前記洗浄槽への濾過済み洗浄水の供給は、予め前記洗浄水を貯溜したサブタンクから短時間の内に行われることを特徴とする、請求項１に記載の機械部品等のワーク洗浄装置。
6. 前記洗浄槽には、入液用パイプ、洗浄液用パイプ、排液用パイプ、及び、オーバーフロー液用パイプが接続される、請求項１に記載の機械部品等のワーク洗浄装置。
7. 更に前記洗浄槽に、槽内洗浄用のパイプが接続される、請求項６に記載の機械部品等のワーク洗浄装置。
8. 前記洗浄槽の排液用パイプを分岐させ、その分岐路に、槽内下部の異物の排出用ポンプを設置した、請求項６に記載の機械部品等のワーク洗浄装置。
9. 前記搬入コンベアと一直線上に、搬出コンベアが配設された、請求項１に記載の機械部品等のワーク洗浄装置。
   
   

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