JP6200351B2

JP6200351B2 - 溶接作業部屋の集塵装置

Info

Publication number: JP6200351B2
Application number: JP2014040054A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　和隆; 和隆佐藤; 省吾田川
Original assignee: Amada Holdings Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 2014-03-03
Filing date: 2014-03-03
Publication date: 2017-09-20
Anticipated expiration: 2034-03-03
Also published as: JP2015164735A

Description

本発明は、レーザ溶接装置等の溶接ロボットが収容された溶接作業部屋の集塵装置に関する。

ロボットアームの先端に取り付けられた溶接ヘッドからワークに向けてレーザ光を照射し、溶接を実施するレーザ溶接装置（レーザ溶接ロボット）は、一般に、囲い壁（パーテーション）によって全方向を囲われて外部にレーザ反射光やヒュームが漏れ出さないようにした溶接作業部屋（ブースとも言う）の中に配設されている。

この種の溶接作業部屋には、集塵機に繋がる吸引排気口が設けられており、その吸引排気口からの強制排気により部屋内環境の集塵が行われている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−７５８７６号公報

ところで、金属をレーザ溶接する時には加熱溶融された母材から多量のヒューム（粉塵類）が発生する。レーザ光を加工対象であるワークの上面に向けて照射する際に、溶接ヘッドの周囲に多量のヒュームが存在していると、加工点に向かうレーザ光がヒュームによって遮蔽され、溶接が不安定になる場合がある。また、溶接作業部屋内の空気を強制排気しているものの、効率的な集塵が行われていないと、溶接作業終了後に開閉扉を開けて部屋の中に人が入って点検作業などを行おうとしても、部屋内の環境が悪すぎて、しばらく部屋の中に入れないことがあり、無駄に長い時間を待つ必要があった。

本発明は、上記事情を考慮し、効率の良い集塵を実現し得る溶接作業部屋の集塵装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１の発明の集塵装置は、床面上に立設した正面壁と左右側面壁と背面壁とそれらで囲まれる空間の上面を塞ぐ天井壁とで直方体形状の部屋を構成し、前記正面壁の左右方向の中央に作業者の入出用の開閉扉を設け、前記部屋内の中央に正面向きでワークの溶接作業を行う溶接ロボットを配設した溶接作業部屋の部屋内環境の集塵を行う集塵装置であって、前記正面壁の開閉扉の左右の下方位置に、外気を部屋内の下方空間に導入する外気取入口を設け、一方、前記天井壁の左右方向及び前後方向の中央に、部屋内の空気を強制排気する吸引排気口を設けたことを特徴とする。

請求項２の発明の集塵装置は、請求項１に記載の溶接作業部屋の集塵装置であって、前記溶接ロボットの正面に溶接作業対象のワークを載せる作業テーブルを配置し、ワークに対する溶接作業位置を前記外気取入口の高さよりも上方に設定したことを特徴とする。

請求項３の発明の集塵装置は、請求項１または２に記載の溶接作業部屋の集塵装置であって、前記外気取入口に、部屋外から部屋内に導入する空気の流れ方向を下向きに誘導する羽根を設けたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、正面壁の開閉扉の左右下方位置に設けた外気取入口から外気を取り入れながら、天井壁の中央に配置した吸引排気口から排気するようにしているので、溶接作業部屋内に、溶接ロボットの左右両側の下方空間を前から後に向けて流れながら、溶接ロボットの後方あたりで上昇するメイン気流を作ることができる。従って、溶接作業箇所から発生するヒュームを、メイン気流に乗せて効率良く溶接作業部屋外に排出することができ、集塵効率を高めることができる。

請求項２の発明によれば、溶接ロボットの正面に作業テーブルを配置し、ワークに対する溶接作業位置を外気取入口の高さよりも上方に設定したので、外気取入口から溶接作業部屋内に流れ込む気流によって、溶接作業箇所で発生するヒュームを無用に舞い散らせることなく、メイン気流にヒュームをスムーズに乗せることができる。従って、より集塵効率を高めることができる。

請求項３の発明によれば、外気取入口に設けた羽根によって、溶接作業部屋外から部屋内に導入する空気の流れ方向を下向きに誘導するので、溶接ロボットの両側の下方空間を前から後に向けて流れながら溶接ロボットの後方あたりで上昇するメイン気流を強めることができ、より集塵効率を高めることができる。

本発明の実施形態の溶接作業部屋の外から見た正面図である。溶接作業部屋の正面壁に設けられた外気取入口の断面図である。溶接作業部屋の構成及び部屋内の空気の流れを示す斜視図である。溶接作業部屋の構成及び部屋内の空気の流れを示す側面図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。

図１は実施形態の溶接作業部屋の外から見た正面図、図２は溶接作業部屋の正面壁に設けられた外気取入口の断面図、図３及び図４は溶接作業部屋の構成及び部屋内の空気の流れを示す斜視図及び側面図である。

図３及び図４に示すように、レーザ溶接ロボット４０は、アームの先端に溶接ヘッド３０を備えるもので、溶接ヘッド３０の位置および姿勢を自由に制御できるようになっている。レーザ溶接ロボット４０の前には、ワーク（図示略）を載せる作業テーブル５０が配置されている。作業テーブル５０は、例えば、ワークを保持して溶接しやすい姿勢に制御するポジショナの作業台などによって構成されている。この作業テーブル５０の上に載せられたワークに対して溶接作業が行われる。

このように構成されたレーザ溶接ロボット４０は、床面１６上に設置され、外部にレーザ反射光やヒュームＨが漏れ出さないように、周側面と天井面を囲い壁によって囲まれた直方体形状の溶接作業部屋１０の中に配設されている。

即ち、レーザ溶接ロボット４０の周囲４側面は、床面１６上に立設された正面壁１１と背面壁１２と左右側面壁１３，１４とで囲まれており、天井面は天井壁１５によって塞がれている。正面壁１１の左右方向の中央には、作業者の入出や材料搬入出用の左右スライド式の開閉扉１８が設けられている。この開閉扉１８は、作業中は閉じられている。そして、レーザ溶接ロボット４０は、溶接作業部屋１０内の中央に、正面向きでワークの溶接作業を行うことができるように配設されている。

この溶接作業部屋１０に対して集塵装置が設けられている。即ち、まず、図１にも示すように、正面壁１１の開閉扉１８の左右の下方位置に、外気を部屋内の下方空間に導入する外気取入口２０が設けられている。この外気取入口２０の高さは、図３及び図４に示すように、作業テーブル５０上のワークに対する溶接作業位置よりも下側に設定されている。また、外気取入口２０には、図２に示すように、部屋外から部屋内に導入する空気の流れ方向を下向きに誘導する羽根２１が設けられている。また、天井壁１５の左右方向及び前後方向の中央には、部屋内の空気を強制排気する吸引排気口２３が設けられている。この吸引排気口２３には、集塵ボックス２４を介して吸引式の集塵機２５が接続されている。

次に作用を説明する。

図３及び図４に示すように、作業テーブル５０の上にワーク（図示略）を載せて、ワークの上面に溶接ヘッド３０によりレーザ光を照射して溶接を行った際、溶接作業箇所からはヒューム（溶接により発生する微細金属粒子）Ｈが立ち上る。

しかし、この溶接作業部屋１０では、正面壁１１の開閉扉１８の左右下方位置に設けた外気取入口２０から外気を矢印Ａのように取り入れながら、天井壁１５の中央に配置した吸引排気口２３から矢印Ｃのように排気しているので、溶接作業部屋１０内に、レーザ溶接ロボット４０の左右両側の下方空間を前から後に向けて流れながら、レーザ溶接ロボット４０の後方あたりで上昇するメイン気流Ｂを作ることができ、溶接作業箇所から発生するヒュームＨをメイン気流Ｂに効率良く乗せることができる。

この場合、レーザ溶接ロボット４０の正面に作業テーブル５０を配置し、ワークに対する溶接作業位置を外気取入口２０の高さよりも上方に設定しているので、外気取入口２０から溶接作業部屋１０内に流れ込む気流によって、溶接作業箇所で発生するヒュームＨを無用に舞い散らせることなく、メイン気流にヒュームＨをスムーズに乗せることができる。

しかも、外気取入口２０に設けた羽根２１によって、溶接作業部屋１０外から部屋内に導入する空気の流れ方向を下向きに誘導するので、レーザ溶接ロボット４０の両側の下方空間を前から後に向けて流れながらレーザ溶接ロボット４０の後方あたりで上昇するメイン気流Ｂを強めることができる。即ち、外気取入口２０から部屋内に導入された後に直ぐに上昇して溶接作業箇所を通過しようとするサブ気流Ｂ２の影響を弱めることができ、溶接作業箇所で発生するヒュームＨを舞い散らせることなく、メイン気流にヒュームＨをスムーズに乗せることができる。

従って、メイン気流Ｂに乗せながらヒュームＨを効率良く溶接作業部屋１０外に排出することができ、溶接作業部屋１０内の集塵効率を高めることができる。

なお、本明細書では、上述した「溶接」の言葉の中には、ヒュームＨが発生する「溶断」も含まれるものとする。

１０溶接作業部屋
１１正面壁
１２背面壁
１３左側面壁
１４右側面壁
１５天井壁
１６床面
１８開閉扉
２０外気取入口
２１羽根
２３吸引排気口
２５集塵機
４０レーザ溶接ロボット
５０作業テーブル

Claims

床面上に立設した正面壁と左右側面壁と背面壁とそれらで囲まれる空間の上面を塞ぐ天井壁とで直方体形状の部屋を構成し、前記正面壁の左右方向の中央に作業者の入出用の開閉扉を設け、前記部屋内の中央に正面向きでワークの溶接作業を行う溶接ロボットを配設した溶接作業部屋の部屋内環境の集塵を行う集塵装置であって、
前記正面壁の開閉扉の左右の下方位置に、外気を部屋内の下方空間に導入する外気取入口を設け、一方、前記天井壁の左右方向及び前後方向の中央に、部屋内の空気を強制排気する吸引排気口を設けたことを特徴とする溶接作業部屋の集塵装置。
請求項１に記載の溶接作業部屋の集塵装置であって、
前記溶接ロボットの正面に溶接作業対象のワークを載せる作業テーブルを配置し、ワークに対する溶接作業位置を前記外気取入口の高さよりも上方に設定したことを特徴とする溶接作業部屋の集塵装置。
請求項１または２に記載の溶接作業部屋の集塵装置であって、
前記外気取入口に、部屋外から部屋内に導入する空気の流れ方向を下向きに誘導する羽根を設けたことを特徴とする溶接作業部屋の集塵装置。