JPH0885064A

JPH0885064A - ウォータジェット装置の安全装置

Info

Publication number: JPH0885064A
Application number: JP6222221A
Authority: JP
Inventors: Fujiya Nogami; 不二哉野上; Takuya Kubota; 琢也窪田; Kazumaro Inaoka; 数麿稲岡; Tomoharu Shimokasa; 知治下笠; Hiroyoshi Nagai; 裕善永井; Kiwa Ikemoto; 喜和池本; Chikafumi Tsujita; 京史辻田; Hidenao Tanaka; 秀尚田中
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd; Nippon Steel Corp
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd; Nippon Steel Corp
Priority date: 1994-09-16
Filing date: 1994-09-16
Publication date: 1996-04-02
Anticipated expiration: 2016-07-30
Also published as: JP3193834B2

Abstract

(57)【要約】【目的】ウォータジェットを噴射するノズルをロボッ
トで操作するウォータジェット装置の安全性を向上する
こと。【構成】ロボットをハウジング内に収納し、そのハウ
ジングに設けた開閉可能な扉のロック手段を解錠して作
業者がハウジング内に入るにあたってはまず、操作手段
を操作して第１操作を行い、これによってロボットが停
止されるとともにノズル内の砥粒と液体との混合物の圧
力を低下させ、その後操作手段を第２操作してロック手
段の解錠を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、砥粒と水などの液体と
の混合物をノズル孔から噴射してウォータジェットを形
成し、被加工物を研削し、あるいは切断するなどの加工
を行うウォータジェット装置の安全装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】このようなウォータジェット装置は、た
とえば連続鋳造ラインおよびその後工程において鋳片ま
たは鋼片の表面の疵を研削除去するためなどに用いられ
ている。このウォータジェット装置では、産業用ロボッ
トの作業端にノズルを装着し、そのノズル孔から、砥粒
と水との混合物を噴射してアブレシブウォータジェット
を形成し、疵の研削を行う。このようなウォータジェッ
ト装置では、ウォータジェットの吐出出力は、たとえば
１０³〜１０⁴ｋｇｆ／ｃｍ² であり、したがってノズル
からの混合物が超高圧力で漏洩などすると危険である。
またロボットが誤動作し、ノズルを被加工物以外の方向
に向けた状態でウォータジェットが噴射されると危険で
ある。

【０００３】この問題を解決するために、ロボットを、
保護壁で形成したハウジング内に収納し、作業者出入り
用開口を扉で開閉することができるようにし、その扉に
ロック手段を設けることが容易に考えられるであろう。
このロック手段として、たとえば実開昭５５−８５４６
９などに開示されている自転車用チエンロック錠を用い
ることができる。このような構成によれば、ロック錠を
解錠することができない人は、ハウジング内に入ること
ができず、この点では安全であるけれども、作業者がロ
ック錠を解錠してハウジング内に入ったときには、上述
の危険がある。

【０００４】このような自転車用チエンロック錠に代え
て、特開平１−７６３０１に開示されているロック手段
を用いることもまた考えられるであろう。この先行技術
のロック手段では、操作キーを、一度指で触れることに
よって一定時間インターロックを解錠し、その一定時間
内にタッチ操作があったときだけ解錠する。このような
構成によっても、前述の自転車用チエンロック錠を用い
る構成と同様に、解錠後にハウジング内に入ると、上述
の危険が生じることになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、安全
性を向上したウォータジェット装置の安全装置を提供す
ることである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、ロボットの角
変位可能な作業端に設けられたノズルのノズル孔から、
砥粒と液体との混合物であるウォータジェットを噴射し
て被加工物を加工するウォータジェット装置の安全装置
において、保護壁で形成され、ロボットを収納し、作業
者出入り用開口を開閉する扉が設けられるハウジング
と、扉を施錠／解錠するロック手段と、第１操作と第２
操作とを行う操作手段と、操作手段の出力に応答し、第
１操作によってロボットを停止するとともにノズル内の
混合物の圧力を低下させ、第２操作によってロック手段
を解錠する制御手段とを含むことを特徴とするウォータ
ジェット装置の安全装置である。また本発明は、制御手
段は、第１操作によってまずロボットの作業端に装着さ
れているノズルを下向きにした状態とし、その後、ロボ
ットを停止することを特徴とする。さらにまた本発明
は、操作手段は、第１操作によるロボットの停止と前記
圧力の低下とがいずれも完了した後に、第２操作を許容
する構成となっていることを特徴とする。

【０００７】

【作用】本発明に従えば、ロボットを収納するハウジン
グは、保護壁で形成されており、その作業者出入り用開
口を扉で開閉することができ、この扉はロック手段によ
って施錠および解錠され、操作手段をまず第１操作する
ことによって、ロボットが停止され、これによってノズ
ルがたとえば下向きにされた状態となり、しかもノズル
内の混合物の圧力を低下してウォータジェットが超高圧
力で噴射されることがないようにし、これによって安全
が確保され、その後の操作手段の第２操作を行うことに
よって、ロック手段が解錠され、扉を開いてハウジング
内に作業者が入ることができる。

【０００８】砥粒と液体との混合物を超高圧力でノズル
に供給する供給源およびその管路などもまた、ハウジン
グ内に収納されていてもよい。

【０００９】

【実施例】図１は、本発明の一実施例の一部の構成を示
す断面図である。連続鋳造ラインおよびその後工程など
における鋳片または鋼片などの被加工物１は、チエンコ
ンベア２によって矢符３の方向に搬送され、その表面の
疵が、被加工物１の停止状態で研削されて除去され、そ
の疵が除去された被加工物１は、さらに圧延などされて
後工程に導かれる。ウォータジェット装置４において、
ロボット５の角変位可能な作業端６には、ノズル７が装
着されており、このノズル７には、砥粒と液体、たとえ
ば水との混合物流体が供給され、そのノズル７のノズル
孔８からウォータジェットが噴射され、被加工物１の表
面の疵の研削除去が行われる。

【００１０】ロボット５は、複数軸を有し、ノズル７の
軸線、したがってウォータジェットの軸線と鉛直軸線９
との角度θの角度を変化させることができるように、ア
ーム１０が水平軸線まわりに角変位可能となっている。
ロボット５は支持体１１によって固定位置に設置され
る。

【００１１】ロボット５は、ハウジング１２によって形
成される作業室１３内に収納される。ハウジング１２は
側壁１４および天井１５を有する。側壁１４には作業者
出入り用開口１６が設けられ、この開口１６はたとえば
蝶番１７などによって鉛直軸線まわりに揺動して開閉操
作される扉１８によって塞がれる。扉１８を閉じたまま
に保って施錠し、また開くことができるように解錠する
ためにロック手段１９が設けられる。側壁１４および天
井１５の内面には、耐摩耗性を有するゴムなどの材料か
らなるシートがライニングされている。ハウジング１２
の下部には、被加工物１がチエンコンベア２によって搬
入および搬出されるための蓋２０，２１が開閉可能に設
けられる。

【００１２】図２は、図１に示される実施例の電気的構
成を示すブロック図である。ハウジング１２の外部に
は、操作キー２２が設けられ、その操作キー２２の操作
は、操作検出手段２３によって検出される。

【００１３】図３は操作キー２２の正面図であり、図４
はその操作キー２２および操作検出手段２３などの構成
を示す簡略化した斜視図である。操作キー２２は、ウォ
ータジェット装置による被加工物１に対する加工作業を
行う第１位置２４と、それから４５度だけ角変位操作方
向２５に変位した第２位置２６と、さらに第２位置２６
から４５度角変位操作される第３位置２７とに角変位操
作されることができる。第２位置２６では、ロボット５
が停止され、またノズル７内の混合流体の圧力が低下さ
れ、第３位置２７ではロック手段１９が解錠される。

【００１４】操作キー２２には係止部材２８が固着され
ている。解錠許可手段を構成する電磁ソレノイド２９の
ストッパとして働くプランジャ３０が係止部材２８を係
止することによって、操作キー２２は第２位置２６から
第３位置２７へは角変位操作することができない。電磁
ソレノイド２９が励磁されてプランジャ３０が係止部材
２８から離脱すると、操作キー２２は第２位置２６から
第３位置２７に角変位操作することが許容される。図４
における参照符２４ａは、操作キー２２が第１位置２４
にあるときの状態を示し、図４の実線で示されている係
止部材２８の状態は、第２位置２６であるときの状態で
あって、参照符２７ａは、操作キー２２が第３位置２７
にあるときの状態を示す。操作キー２２を第３位置２７
から矢符２５の逆方向に角変位操作して戻すことによっ
て、プランジャ３０が電磁ソレノイド２９内のばねのば
ね力によって突出し、その後においては、電磁プランジ
ャ２９が励磁されない限り、第２位置２６から第３位置
２７に角変位操作することはできない。

【００１５】再び図２を参照して、操作検出手段２３の
出力によってロック手段１９および解錠許可手段２９が
制御され、またロボット制御回路３１に信号が与えら
れ、このロボット制御回路３１はロボット５を動作させ
る。さらにまた操作検出手段２３の出力は高圧力流体源
３２に与えられ、この流体源３２からの砥粒と水との混
合物は、たとえば１０³〜１０⁴ｋｇｆ／ｃｍ² の超高圧
力で、管路３３から、その管路３３の途中に介在されて
いる圧抜き弁３４を経て、ノズル７に供給される。ノズ
ル７のノズル孔８からのウォータジェット３５は、被加
工物を前述のように研削加工する。ハウジング１２内に
はまたテレビカメラ３６が備えられ、そのロボット５に
よる研削作業状態および停止状態などを撮像し、ハウジ
ング１２の外部に設けられた表示手段３７によって目視
表示することができ、入室時の安全性がさらに向上され
る。さらにハウジング１２には、警報のための表示灯３
８が設けられ、次に述べる図５のステップａ１０が行わ
れるまで点灯し、入室時の危険を目視報知する。

【００１６】図５は、図２に示される操作検出手段２３
の動作を説明するためのフローチャートである。ステッ
プａ１からステップａ２に移り、操作キー２２が第１位
置２４にあるとき、電磁ソレノイド２９は消磁されてお
り、プランジャ３０はばね力で突出しており、ステップ
ａ３においてロボット５は稼動し、高圧力流体供給源３
２からステップａ４において砥粒と水との混合物が超高
圧で供給され、ノズル７から噴射されてアブレイシブウ
ォータジェットによって研削などの加工が行われてい
る。

【００１７】ハウジング１２内に作業者が入って保守作
業などを行おうとしたときには、操作キー２２を第２位
置２６に角変位操作し、このとき係止部材２８はプラン
ジャ３０に当接して係止し、操作キー２２は矢符２５の
方向にさらに角変位操作することはできない状態となっ
ており、したがって解錠が禁止されている。

【００１８】ステップａ５において操作キー２２が第２
位置２６に操作されたことが判断されると、ステップａ
６では、ロボット制御回路３１によってロボット５を動
作させてノズル７を下向きとし、特にその角度θ（図１
参照）が４５度未満になるようにアーム１０などを変位
させた状態とし、その後、ステップａ７では、ロボット
５を停止させる。ステップａ７におけるロボット５の停
止動作は、たとえばロボット５およびその制御回路３１
への電力を供給する電源を遮断するように構成されてい
てもよい。

【００１９】ステップａ８では、圧抜き弁３４が動作さ
れ、圧抜き弁３４からノズル７までの管路３３における
ウォータジェットを形成する混合物の圧力を、たとえば
４〜２０ｋｇｆ／ｃｍ² 未満にまで低下させ、ノズル７
から超高圧力のウォータジェットが噴射されないように
する。圧抜き弁３４の圧抜き動作を開始してからステッ
プａ９において予め定める時間、たとえば３秒経過した
後に、ノズル７内の前記混合物の圧力が低下して安全が
確保される状態に至ったとき、ステップａ１０では、解
錠許可手段である電磁ソレノイド２９を励磁し、プラン
ジャ３０をばね力に抗して退避させ、プランジャ３０が
係止部材２８との係止状態を解除し、操作キー２２の第
２位置２６から第３位置２７への第２操作を許容する状
態となる。

【００２０】そこでステップａ１１において操作キー２
２を第２位置２６から第３位置２７に角変位操作する
と、ロック手段１９は、解錠し、扉１８を開くことがで
きる状態となる。

【００２１】本発明の他の実施例として、操作キー２２
および操作検出手段２３に関連する構成は、上述の実施
例に限定されるものではなく、その他の構成によって実
現されるようにしてもよいのは勿論である。

【００２２】側壁１４と天井１５は保護壁を構成する。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、ロボットを収納するハ
ウジングの扉をロック手段で施錠／解錠することができ
るようにし、操作手段の第１操作によってロボットを停
止するとともに、ノズル内の混合物の圧力を低下させ、
これによって安全を確保し、その後に、操作手段を第２
操作することによってロック手段が解錠されて扉を開く
ことができるようになる。こうしてハウジング内に入る
作業者の安全性が向上される。

【００２４】また本発明によれば、第１操作によってそ
のロボットの作業端に装着されているノズルを下向きに
した状態とし、その後にロボットを停止するようにした
ので、誤動作によってたとえノズルからウォータジェッ
トが超高圧で噴射されたとしても、ハウジング内の作業
者などに噴射されるおそれがなく、安全性がさらに向上
されることになる。

【００２５】さらに本発明によれば、第２操作によるロ
ック手段の解錠が、第１操作によってロボットが停止し
かつノズル内の混合物の圧力の低下が完了した後に初め
て可能になるように構成される。したがってロボットが
停止することと前記圧力の低下との両者が完了した後で
なければ、解錠が行われず、扉を開くことができず、こ
のことによってさらに安全性が向上されることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の一部の構成を示す断面図で
ある。

【図２】図１に示される実施例の電気的構成を示すブロ
ック図である。

【図３】操作キー２２を示す正面図である。

【図４】操作キー２２に関連する構成を示す簡略化した
斜視図である。

【図５】操作検出手段２３の動作を説明するためのフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

１被加工物２チエンコンベア４ウォータジェット装置５ロボット６作業端７ノズル８ノズル孔９鉛直軸線１２ハウジング１３作業室１６開口１８扉１９ロック手段２２操作キー２３操作検出手段２９電磁プランジャ３１ロボット制御回路３２高圧力流体源３４圧抜き弁３５アブレイシブウォータジェット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者窪田琢也福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号新日本製鐵株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者稲岡数麿福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号新日本製鐵株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者下笠知治福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号新日本製鐵株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者永井裕善兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番１号川崎重工業株式会社神戸工場内 (72)発明者池本喜和兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番１号川崎重工業株式会社神戸工場内 (72)発明者辻田京史兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番１号川崎重工業株式会社神戸工場内 (72)発明者田中秀尚兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番１号川崎重工業株式会社神戸工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ロボットの角変位可能な作業端に設けら
れたノズルのノズル孔から、砥粒と液体との混合物であ
るウォータジェットを噴射して被加工物を加工するウォ
ータジェット装置の安全装置において、保護壁で形成され、ロボットを収納し、作業者出入り用
開口を開閉する扉が設けられるハウジングと、扉を施錠／解錠するロック手段と、第１操作と第２操作とを行う操作手段と、操作手段の出力に応答し、第１操作によってロボットを
停止するとともにノズル内の混合物の圧力を低下させ、
第２操作によってロック手段を解錠する制御手段とを含
むことを特徴とするウォータジェット装置の安全装置。
【請求項２】制御手段は、第１操作によってまずロボ
ットの作業端に装着されているノズルを下向きにした状
態とし、その後、ロボットを停止することを特徴とする
請求項１記載のウォータジェット装置の安全装置。
【請求項３】操作手段は、第１操作によるロボットの
停止と前記圧力の低下とがいずれも完了した後に、第２
操作を許容する構成となっていることを特徴とする請求
項１または２記載のウォータジェット装置の安全装置。