JPH1015506A - 多関節形ロボットを用いたワーク洗浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シャワ−形式のワ−ク洗浄装置では洗浄困難
であった細穴、深穴の多いワ−クの穴の中に入り込んだ
洗浄水や切り屑の除去を自動的に且つ確実に行うことが
できるワ−ク洗浄装置を提供する。 【解決手段】 本発明のワーク洗浄装置は、パレット６
０上に載置されたワークＷを水密のブース２０内に配置
されたテーブル３０上に着脱可能に固定して洗浄液で洗
浄し、しかる後、エアを噴射して付着物を吹き飛ばすワ
ーク洗浄装置において、同一の噴射口から圧力を掛けた
洗浄水及び加圧エアを選択的に噴射し得る噴射ノズル１
２と、そして、ブース２０内の所定位置に固定され、噴
射ノズル１２を把持して噴射口を三次元的に方向転換し
てワークＷの所定位置に洗浄水又は加圧エアをポイント
噴射させる多関節形ロボット１０とを含み構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パレット上に載置
されたワークを水密のブース内に配置されたテーブル上
に着脱可能に固定して洗浄液で洗浄し、しかる後、エア
を噴射して付着物を吹き飛ばすワ−ク洗浄装置に係り、
特に、ワークに細く深い穴が穿設されていても自動的に
且つ確実に洗浄することができる多関節形ロボットを用
いたワーク洗浄装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】機械部品製造工場では、機械加工工程に
各種工作機械が設置され様々な加工を行っている。例え
ば、機械加工のうち切削加工においては加工の際に切り
屑が発生する。発生した切り屑は、そのままにすると加
工不良や完成品における不良品発生の原因になる。又、
切削加工には切削油が使用されることが多いため、切削
油がワ−クに切り屑を付着し易くする。従って、加工途
中もしくは加工完了時にワ−クを洗浄しそれらを除去し
なければならない。従来、ワ−クの洗浄はワ−ク洗浄装
置により行われてきた。ワ−ク洗浄装置は、パレット上
に載置されたワークを水密のブース内に配置されたテー
ブル上に着脱可能に固定して洗浄液で洗浄し、しかる
後、エアを噴射して付着物を吹き飛ばす装置である。洗
浄液を噴射する洗浄液用噴射ノズルは、水密のブース内
の所定の位置にワ−クを取り囲むようにして複数設けら
れ、その全てがブース内に固定されている。又、エアを
噴射するエア用噴射ノズルは、洗浄液用噴射ノズルと同
様に水密のブース内の所定の位置にワ−クを取り囲むよ
うにして複数設けられ、その全てがブース内に固定され
ている。従って、洗浄液及びエアは、四方八方からワ−
クに向かって噴射されるシャワ−形式であった。

【０００３】又、ワ−ク洗浄装置とは別に噴射ノズルの
みについて着目すると、同一の噴射口から洗浄液と加圧
エアとを選択的に噴射し得る噴射ノズルは、従来より存
在していた。例えば、特開昭６１−１８３１６０号に記
載の噴射ノズルは、加圧エアを噴射する加圧エア供給管
と、その加圧エア噴射口の手前で加圧エア供給管と合流
する形で連結される洗浄液供給管を有して構成されてい
る。この噴射ノズルは、噴射した加圧エアの流速により
生ずる負圧を利用して洗浄液を吸引し霧化して噴射する
ものである。洗浄液供給管の途中に設けられたバルブを
作動させて、洗浄液の供給を止めることによって洗浄液
と加圧エアとを選択的に噴射し得るようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のシャワ−形式の
ワ−ク洗浄装置は、洗浄液用噴射ノズルやエア用噴射ノ
ズルがワ−クの形状に関係なくブース内に固定されてい
る。従って、複雑な形状のワ−ク、特に細穴、深穴の多
いマニホ−ルドのようなワ−クに対しては、肝心な穴の
内部の洗浄を行うことが困難であった。また、これら穴
の中に入り込んだ切削油や切り屑は、固定式のエア用噴
射ノズルでは狙い通りに加圧エアを細穴、深穴に供給す
ることができず、十分除去できない欠点があった。

【０００５】本発明の目的は、上述のシャワ−形式のワ
−ク洗浄装置では洗浄困難であった細穴、深穴の多いワ
−クの穴の中に入り込んだ切削油や切り屑の除去を自動
的に且つ確実に行うことができるワ−ク洗浄装置を提供
することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明は、パレット上に載置されたワークを水密のブース内
に配置されたテーブル上に着脱可能に固定して洗浄液で
洗浄し、しかる後、エアを噴射して付着物を吹き飛ばす
ワーク洗浄装置において、同一の噴射口から圧力を掛け
た洗浄水及び加圧エアを選択的に噴射し得る噴射ノズル
と、そして、ブース内の所定位置に固定され、噴射ノズ
ルを把持して噴射口を三次元的に方向転換してワークの
所定位置に洗浄水又は加圧エアをポイント噴射させる多
関節形ロボットとを含み構成される多関節形ロボットを
用いたワーク洗浄装置を提供する。

【０００７】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の多関節形ロボットを用いたワーク洗浄装置において、
ブース内の底面に固定された第一の軌道レールと、第一
の軌道レールに摺動可能に嵌合された第一のベアリング
ブロックと、テーブルの裏面に固定された第二の軌道レ
ールと、第二の軌道レールに摺動可能に嵌合された第二
のベアリングブロックと、第一及び第二のベアリングブ
ロックに固定された中間ブロックと、中間ブロックに回
転可能に装着されたピニオン歯車と、ブース内の底面に
第一の軌道レールと平行となるように固定され且つピニ
オン歯車と噛み合う第一のラック歯車と、テーブルの裏
面に第二の軌道レールと平行となるように固定され且つ
ピニオン歯車と噛み合う第二のラック歯車と、そして、
中間ブロックを第一の軌道レールに沿って往復スライド
運動させ、それによって、テーブルをブース内のワーク
洗浄位置からブース外側のパレット交換位置までオーバ
ハング状態で移動させる駆動手段とからなるオーバハン
グ式直線案内機構をさらに含んで構成されてなることを
特徴とする。

【０００８】請求項３に記載の発明は、請求項１又は２
に記載の多関節形ロボットを用いたワーク洗浄装置にお
いて、ブースが全体的に直方体形状を有し、該ブース内
のミストを吸引する吸気装置がブースの天井壁の上面に
設置され、洗浄水を溜めておく洗浄水タンク及びその両
側に配置される多関節形ロボットの制御盤、システム制
御盤などの制御系機器、圧縮機などの駆動系機器はブー
スの下側に配置されてなることを特徴とする。

【０００９】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の多関節形ロボットを用いたワーク洗浄装置において、
ブースを取り囲む正面に開閉可能な前面扉が、残りの３
つの側面に着脱可能な透明板部材が装着されてなること
を特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明に係る多関節形ロボットを
用いたワーク洗浄装置を図面に示された好ましい実施形
態に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明に係る多
関節形ロボットを用いたワーク洗浄装置の斜視図であ
る。図２及び図３は、図１のワーク洗浄装置の正面図及
び右側面図である。

【００１１】初めに、本発明に係る多関節形ロボットを
用いたワーク洗浄装置の構成について説明する。洗浄装
置本体１は、ブ−ス２０と、ブ−ス２０上部に設けられ
た吸気ファン１４と、ブ−ス２０を支持する基台２２
と、ブ−ス２０下部に移動可能に設けられた洗浄水タン
ク４０と、ブ−ス２０内に配置されたテ−ブル３０と、
テ−ブル３０の上方でブ−ス２０の天井部に吊り下げて
設けられた多関節形ロボット１０と、多関節形ロボット
１０のア−ム先端部に把持された噴射ノズル１２とを含
んで構成されている。

【００１２】ブ−ス２０は四角形断面のパイプ部材を構
造部材として直方体状に形成されたフレ−ム２０ｂと、
フレ−ム２０ｂによって構成された直方体の６面に張設
される遮蔽カバ２０ａとにより構成されている。フレ−
ム２０ｂと遮蔽カバ２０ａの接合部は洗浄水の漏洩が発
生しないようにするためシ−ル剤等によりシ−リングさ
れ密封されている。

【００１３】又、ブ−ス２０の底面は中央部に向かって
設けられた傾斜面スロ−プ２０ｅと中央部に設けられた
洗浄水を排出するための排出口２０ｄとが設けられてい
る。これら傾斜面スロ−プ２０ｅ、排出口２０ｄ及び洗
浄水タンク４０は、腐食に対する耐久性の高いステンレ
ス鋼板を用いることが好ましい。塗料などをこの部分に
塗布すると、剥離して洗浄液中に混入する恐れがあるか
らである。

【００１４】ブ−ス２０の上部には、ブ−ス２０内にワ
−ク洗浄、エアブロ中に発生したミストを機外に排出す
るための吸気ファン１４が設けられる。

【００１５】更に、ブ−ス２０は下部に一体として連結
され、四角形断面のパイプを構造部材として形成される
基台２２により支持されている。基台２２の下部には洗
浄装置本体１を水平に設置するためのレベル調整機構２
４を設けることが好ましい。

【００１６】基台２２によって形成された空間には、排
出口２０ｄより排出された洗浄水を貯蔵するための洗浄
水タンク４０が排出口２０ｄの直下となるように配置さ
れる。洗浄水タンク４０は、洗浄水の交換やタンクの清
掃等のためにキャスタ４０ａを設けることにより移動自
在とすることが好ましい。洗浄水タンク４０を挟んで一
方にはロボット制御盤１０ａ及びシステム制御盤５０な
どのいわゆる制御系の機器類が配設され、他方には図示
されていない洗浄水、エアの加圧装置が配設されてい
る。制御系の機器類を洗浄水の加圧装置から遠ざけて配
設することによって洗浄水の加圧装置のモ−タからのノ
イズの影響を受けないようにすることができる。

【００１７】上述のごとく吸気ファン１４をブ−ス２０
の上部へ、洗浄水タンク４０、制御系の機器類及び洗浄
水の加圧装置などの駆動系とを基台２２によって形成さ
れた空間内にそれぞれ配設することによって、ブ−ス２
０全体がスリムでコンパクトとなり、さらに、ブ−ス２
０の側面の４面には機械設備を設ける必要がなくなる。
このため、ブ−ス２０の側面４面の正面を除くに左右側
面と背面に窓用開口部２０ｇを設けることが可能とな
る。この窓用開口部２０ｇには、アクリル板等に取っ手
２６ａを設けた透明板２６を設ける事が好ましい。正面
のワ−ク搬入口２０ｆに扉ガイド２８ｃと扉昇降用エア
シリンダ２８ａにより昇降可能に取付けられたワ−ク搬
入扉２８にも、透明なアクリル板が嵌められた窓２８ｂ
が設けられている。従って、多関節形ロボット１０のテ
ィ−チング作業も、ワ−クＷと多関節形ロボット１０と
を４方向から目視可能となるためワ−クＷに対して最適
な噴射ノズル位置を多関節形ロボット１０に容易に教示
することができる。

【００１８】ブ−ス２０内には、ワ−クＷを固定したパ
レット６０をエアチャックにより着脱可能に固定するテ
−ブル３０と、そして、多関節形ロボット１０とが設け
られている。多関節形ロボット１０は、テ−ブル３０の
上方で且つブ−ス２０の天井部に吊り下げて設けられ
る。多関節形ロボット１０のア−ム先端部には、噴射ノ
ズル１２が取り付けられる。

【００１９】テ−ブル３０の一実施形態の断面図を図４
（ａ）及び（ｂ）に示す。図４（ａ）及び（ｂ）は、そ
れぞれワ−ク洗浄位置とパレット交換位置の状態を示
す。パレット交換位置下側には受け皿２０ｃがブ−ス２
０に固定して設けられ、洗浄水で床面が汚れないように
配慮すると共にパレットの落下事故の場合にそれを捕獲
できるようにすることが好ましい。テ−ブル３０は、ブ
ース２０内の底面に固定された第一の軌道レール３１
と、第一の軌道レール３１に摺動可能に嵌合された一対
の第一のベアリングブロック３１ａと、テーブル３０の
裏面に固定された第二の軌道レール３４と、第二の軌道
レール３４に摺動可能に嵌合された一対の第二のベアリ
ングブロック３４ａと、第一ベアリングブロック３１ａ
及び第二のベアリングブロック３４ａに固定された中間
ブロック３６と、中間ブロック３６に回転可能に装着さ
れた一対のピニオン歯車３７と、ブース２０内の底面に
第一の軌道レール３１と平行となるように固定され且つ
ピニオン歯車３７と噛み合う第一のラック歯車３２と、
テーブル３０の裏面に第二の軌道レール３４と平行とな
るように固定され且つ一対のピニオン歯車３７と噛み合
う第二のラック歯車３５と、そして、中間ブロック３６
を第一の軌道レール３１に沿って往復スライド運動させ
るためのエアシリンダ３８とで構成されている。

【００２０】上記構成によって、エアシリンダ３８を駆
動し中間ブロック３６を第一の軌道レール３１に沿って
往復スライド運動させると、テーブル３０をブース２０
内のワーク洗浄位置からブース２０外側のパレット交換
位置までオーバハング状態で移動させる事ができる。

【００２１】オーバハング式直線案内機構を設けること
によって、ワーク洗浄位置からブース２０を貫通して外
側のパレット交換位置まで軌道レ−ルを設ける必要が無
くなるためブ−ス２０の密閉性をさらに向上させること
ができ、洗浄水やミスト漏洩を防止することができる。
又、オーバハング式直線案内機構の構成は本実施形態に
限らず、他のオーバハング式直線案内機構の構成を用い
ることもできる。

【００２２】多関節形ロボット１０は、テ−ブル３０の
上方で且つブ−ス２０の天井部に吊り下げて設けられて
いる。本実施形態における多関節形ロボット１０は、予
め教示された動作に従ってその動作を連続して自動的に
行うことにより、反復して一定の作業をさせることがで
きるタイプのものである。尚、多関節形ロボット１０
は、産業用機械としてロボット製造メ−カによって販売
されている汎用の多関節形ロボットであることが好まし
い。又、洗浄水に晒されるため防水仕様であることが好
ましい。

【００２３】本実施形態に用いられる多関節形ロボット
１０は、制御軸数が５軸である。各制御軸は噴射ノズル
１２の位置制御としてア−ム駆動軸３軸と、噴射ノズル
１２の姿勢角制御として先端手首軸２軸とが配分されて
いることが好ましい。この制御軸配分を満たすのであれ
ば制御軸数５軸以上の多関節形ロボットを用いることも
できる。

【００２４】多関節形ロボット１０に噴射ノズル１２を
把持させることにより、噴射ノズル１２は噴射口を三次
元的に方向転換してワークＷに対して最適な姿勢で所定
位置に洗浄水又は加圧エアをポイント噴射させることが
可能となる。噴射ノズル１２は、汎用のカプラを用いて
交換可能とすることができる。

【００２５】噴射ノズル１２は、噴射ノズル１２後方に
連結された高圧ホ−ス１２ａを介して洗浄水加圧装置よ
り洗浄水が、エア加圧装置より加圧エアが供給される。
ここで高圧ホ−ス１２ａと洗浄水及びエア加圧装置との
連結部分には電磁式の切替バルブを設けることにより洗
浄水と加圧エアとを選択的に供給することができる。

【００２６】次に、本発明に係る多関節形ロボットを用
いたワーク洗浄装置の動作について説明する。まず、運
転準備段階としてワ−クＷに対して多関節形ロボット１
０のティ−チング作業を行う。ティ−チング作業はティ
−チングボックス１０ｂによって行う。ブ−ス２０は４
方向からワ−クＷと多関節形ロボット１０とを目視可能
となるためワ−クＷに対して最適な噴射ノズル位置を多
関節形ロボット１０に容易に教示することができる。
又、窓用開口部２０ｇに取り付けられた透明板２６はブ
ース２０に着脱可能とし内部をＺライト式（商品名）の
照明等で照らし出すことでティ−チング作業を容易に行
うことができる。

【００２７】本実施形態においては多関節形ロボット１
０のティ−チング作業は洗浄工程のみで良い。洗浄水を
加圧エアに切り替れば洗浄工程のプログラムでエアブロ
工程を行うことができる。従って、ティ−チング作業時
間を短縮することができる。もちろん、洗浄工程とエア
ブロ工程とを異なるプログラムで実施することもでき
る。

【００２８】又、本実施形態における多関節形ロボット
１０はティ−チングすることによって、異なるワ−クに
対してもワ−クの形状に最適な姿勢で所定位置に洗浄水
又は加圧エアをポイント噴射させることが可能であるた
め、一台で多種多様なワ−クに対応でき且つ洗浄品質を
一定とすることができる。

【００２９】運転待機状態では、本実施形態のワーク洗
浄装置はワ−ク搬入扉２８は上方に位置しワ−ク搬入口
２０ｆが開口しておりテ−ブル３０がオ−バハング状態
でパレット交換位置まで移動している。作業者はワ−ク
Ｗを載せたパレット６０をテ−ブル３０に固定する。

【００３０】運転を開始するとテ−ブル３０がエアシリ
ンダ３８によってブース２０内に引き込まれワーク洗浄
位置に移動する。ワ−ク搬入扉２８が閉まり洗浄工程が
開始される。洗浄工程が終わると加圧エアに切り替わり
洗浄工程と同一の動作でエアブロが行われる。洗浄工程
とエアブロが同一のプログラムであるため洗浄した所は
必ずエアブロされる。

【００３１】

【発明の効果】本発明は、ワーク洗浄装置において、同
一の噴射口から圧力を掛けた洗浄水及び加圧エアを選択
的に噴射し得る噴射ノズルと、そして、噴射ノズルを把
持して噴射口を三次元的に方向転換してワークの所定位
置に洗浄水又は加圧エアをポイント噴射させる多関節形
ロボットとを用いることによって、ワークに対して最適
な姿勢で所定位置に洗浄水又は加圧エアをポイント噴射
させることが可能となる。このため細穴や深穴の多いワ
−クでも確実に洗浄することができる。更に、ワ−ク形
状に合ったティ−チングを行うことにより洗浄品質がワ
−ク形状に左右されない。

【００３２】運転準備段階においては、多関節形ロボッ
トの噴射ノズルが洗浄水と加圧エア共用のためティ−チ
ングは洗浄工程のみで良くティ−チング作業時間を短縮
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る多関節形ロボットを用いたワー
ク洗浄装置の斜視図である。

【図２】 図１のワーク洗浄装置の正面図である。

【図３】 図１のワーク洗浄装置の右側面図である。

【図４】 （ａ）及び（ｂ）は、テ−ブルのオ−バ−ハ
ング機構を説明する断面図である。

【符号の説明】

１ 洗浄装置本体 １０ 多関節形ロボット １０ａ ロボット制御盤 １０ｂ ティ−チングボックス １２ 噴射ノズル １２ａ 高圧ホ−ス １４ 吸気ファン ２０ ブ−ス ２０ａ 遮蔽カバ ２０ｂ フレ−ム ２０ｃ 受け皿 ２０ｄ 洗浄液排出口 ２０ｅ スロ−プ ２０ｆ ワ−ク搬入口 ２０ｇ 窓用開口部 ２２ 基台 ２４ レベル調整機構 ２６ 透明板 ２６ａ 取っ手 ２８ ワ−ク搬入扉 ２８ａ 扉昇降用エアシリンダ ２８ｂ 窓 ２８ｃ 扉ガイド ３０ テ−ブル ３１ 第一軌道レ−ル ３１ａ 第一ベアリングブロック ３２ 第一ラック歯車 ３４ 第二軌道レ−ル ３４ａ 第二ベアリングブロック ３５ 第二ラック歯車 ３６ 中間ブロック ３７ ピニオン歯車 ３８ エアシリンダ ４０ 洗浄水タンク ４０ａ キャスタ ５０ システム制御盤 ６０ パレット Ｗ ワ−ク

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パレット上に載置されたワークを水密の
   ブース内に配置されたテーブル上に着脱可能に固定して
   洗浄液で洗浄し、しかる後、エアを噴射して付着物を吹
   き飛ばすワーク洗浄装置において、 同一の噴射口から圧力を掛けた洗浄水及び加圧エアを選
   択的に噴射し得る噴射ノズルと、そして、 前記ブース内の所定位置に固定され、前記噴射ノズルを
   把持して前記噴射口を三次元的に方向転換してワークの
   所定位置に洗浄水又は加圧エアをポイント噴射させる多
   関節形ロボットと、 を含み構成される多関節形ロボットを用いたワーク洗浄
   装置。
2. 【請求項２】 前記ブース内の底面に固定された第一の
   軌道レールと、前記第一の軌道レールに摺動可能に嵌合
   された第一のベアリングブロックと、前記テーブルの裏
   面に固定された第二の軌道レールと、前記第二の軌道レ
   ールに摺動可能に嵌合された第二のベアリングブロック
   と、前記第一及び第二のベアリングブロックに固定され
   た中間ブロックと、前記中間ブロックに回転可能に装着
   されたピニオン歯車と、前記ブース内の底面に前記第一
   の軌道レールと平行となるように固定され且つ前記ピニ
   オン歯車と噛み合う第一のラック歯車と、前記テーブル
   の裏面に前記第二の軌道レールと平行となるように固定
   され且つ前記ピニオン歯車と噛み合う第二のラック歯車
   と、そして、前記中間ブロックを前記第一の軌道レール
   に沿って往復スライド運動させ、それによって、前記テ
   ーブルを前記ブース内のワーク洗浄位置から前記ブース
   外側のパレット交換位置までオーバハング状態で移動さ
   せる駆動手段とからなるオーバハング式直線案内機構を
   さらに含んで構成されてなることを特徴とする請求項１
   に記載の多関節形ロボットを用いたワーク洗浄装置。
3. 【請求項３】 前記ブースが全体的に直方体形状を有
   し、該ブース内のミストを吸引する吸気装置が前記ブー
   スの天井壁の上面に設置され、洗浄水を溜めておく洗浄
   水タンク及びその両側に配置される多関節形ロボットの
   制御盤、システム制御盤などの制御系機器、圧縮機など
   の駆動系機器は前記ブースの下側に配置されてなること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の多関節形ロボット
   を用いたワーク洗浄装置。
4. 【請求項４】 前記ブースを取り囲む正面に開閉可能な
   前面扉が、残りの３つの側面に着脱可能な透明板部材が
   装着されてなることを特徴とする請求項３に記載の多関
   節形ロボットを用いたワーク洗浄装置。