JP2010172801A - ワークの清掃装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークに付着した粉塵類をエアブローによって除去してワークを自動的に清掃することが可能な清掃装置を提供すること。
【解決手段】エアブローノズル１は、先端に吸入口３ａが設けられた中空状ノズル本体２の内部に細長いノズルパイプ１１を挿入すると共に同ノズルパイプの先端部１１ａを吸入口３ａに臨むように配置し、ノズルパイプ１１の後端部に圧縮空気を供給するエアホース１５を接続し、ノズル本体２の排出口にルーツ式真空ポンプとフィルタとからなる真空回収装置３０に一端側を接続したフレキシブルホース２７の他端側を接続するように設けられ、産業用ロボット３５のアーム３６の先端にエアブローノズル１を装着し、エアブローノズル１をワークｗに対して移動自在に制御するように設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、機械部品等のワークに付着した切粉、研磨屑、切削油、水滴等の粉塵類をエアブローにより吹き飛ばして除去してワークの清掃を自動的に行なう据え付け形式の清掃装置に関する。

工作機械により金属材料を切削加工する時に生ずる切粉、研磨加工時に生ずる研磨屑、加工時に使用された切削油、水滴等（以下、この明細書において「粉塵類」という。）がワークに付着している場合、それらを除去する清掃作業は、（１）ワークに圧縮空気を吹き付けるエアブローノズル、（２）エアブローノズルと、同ノズルの先端部を囲むフードとを備えたエジェクタ式清掃機、などを用いて行なわれている。特許文献１には、本件出願人にかかる手持ち式清掃機が開示されている。

ところが、上記（１）のエアブローノズルでは、吹き飛ばされた粉塵類が周囲に飛散してしまう、（２）のエジェクタ式清掃機では、真空吸引力が弱く、回収効果が十分ではないなどの問題がある。

また、（２）の清掃機では、機械部品のネジ穴等の深い箇所や表面の凹凸箇所の清掃処理がやりづらく、圧縮空気の供給により真空作用を発生させるエジェクタ式であるため、フード内に生ずる真空度が低くて粉塵類が周囲に飛散してしまうなどの不都合があった。何れにしても、周囲に飛散又は拡散する粉塵類は、作業者の健康や作業環境に多くの影響を与えることから、これを可能な限り回収することが望まれている。

特許第３７３９７２９号公報

本発明の目的は、ワークに付着した粉塵類をエアブローによって除去してワークを自動的に清掃することが可能な清掃装置を提供することにある。

前記目的を達成するために請求項１に記載した発明は、ワークに付着した粉塵類をエアブローノズルから噴出する圧縮空気により吹き飛ばして除去すると共に吹き飛ばされた粉塵類を回収するように設けた清掃装置であって、
前記エアブローノズルは、先端に吸入口が設けられた中空状ノズル本体の内部に細長いノズルパイプを挿入すると共に同ノズルパイプの先端部を該吸入口に臨むように配置し、そのノズルパイプの後端部に圧縮空気を供給するエアホースを接続し、そのノズル本体の排出口にルーツ式真空ポンプとフィルタとからなる真空回収装置に一端側を接続したフレキシブルホースの他端側を接続するように設けられ、産業用ロボットのアームの先端に前記エアブローノズルを装着し、そのエアブローノズルを前記ワークに対して移動自在に制御するように設け、前記エアブローノズルによってワークから吹き飛ばされた粉塵類を前記ルーツ式真空ポンプの作動により前記吸入口から吸引して前記フィルタに回収するように構成したことを特徴とする。

同様の目的を達成するために請求項２に記載した発明は、ワークに付着した粉塵類をエアブローノズルから噴出する圧縮空気により吹き飛ばして除去すると共に吹き飛ばされた粉塵類を回収するように設けた清掃装置であって、
前記エアブローノズルは、先端に吸入口が設けられた中空状ノズル本体の内部に細長いノズルパイプを挿入すると共に同ノズルパイプの先端部を該吸入口に臨むように配置し、そのノズルパイプの後端部に圧縮空気を供給するエアホースを接続し、そのノズル本体の排出口にルーツ式真空ポンプとフィルタとからなる真空回収装置に一端側を接続したフレキシブルホースの他端側を接続するように設けられ、産業用ロボットのアームの先端に備えたクランプにより前記ワークを掴持及び釈放自在に設け、そのクランプにより掴持したワークを前記エアブローノズルに対して移動自在に制御するように設け、前記エアブローノズルによってワークから吹き飛ばされる粉塵類を前記ルーツ式真空ポンプの作動により前記吸入口から吸引して前記フィルタに回収するように構成したことを特徴とする。

同様の目的を達成するために請求項３に記載した発明は、請求項１又は２に記載のワークの清掃装置において、前記エアブローノズルは、前記吸入口が形成されたフードを前記中空状ノズル本体に前後に移動自由に設けると共に当該フードをスプリングにより常に前方向へ付勢するように設け、そのフードの後退時に、前記ノズルパイプの先端部が前記吸入口から露出するように設けられていることを特徴とするものである。

同様の目的を達成するために請求項４に記載した発明は、請求項１〜３の何れかに記載のワークの清掃装置において、前記産業用ロボットをコンベアシステムのコンベアに隣接して配置し、そのロボットに対して所定位置で間欠停止したコンベア上の前記ワークの清掃を行なうことを特徴とするものである。

同様の目的を達成するために請求項５に記載した発明は、請求項１又は３に記載のワークの清掃装置において、前記ワークに切削工具により穴あけ、ネジ切り等の加工を施す工作機械の加工室内に、前記エアブローノズルをアームの先端に装着した前記産業用ロボットを配置し、その加工室の外部に前記真空回収装置を配置したことを特徴とするものである。

（請求項１の発明）
産業用ロボットに装着したエアブローノズルがワークの周りを移動してワークに付着した粉塵類を吹き飛ばして除去し、吹き飛ばされた粉塵類をルーツ式真空ポンプの作動により吸入口から吸引してフィルタに回収するようにしているので、ワークを自動的に能率的に清掃することができる。

（請求項２の発明）
産業用ロボットのクランプにより掴持したワークをエアブローノズルの前で移動させることによりワークに付着した粉塵類を吹き飛ばして除去し、吹き飛ばされた粉塵類をルーツ式真空ポンプの作動により吸入口から吸引してフィルタに回収するようにしているので、ワークを自動的に能率的に清掃することができる。

（請求項３の発明）
フードの後退時にノズルパイプの先端部が吸入口から露出するように設けられているので、ワークの一部にフードを当接させて後退させた状態でエアブローを施すことにより、ネジ穴等の深い箇所や表面の凹凸箇所を円滑に清掃することができる。

（請求項４の発明）
本発明にかかる清掃装置の産業用ロボットをコンベアシステムのコンベアに隣接して配置すれば、コンベアで搬送されてくるワークをエアブローノズルによって自動的に効率よく清掃することができる。

（請求項５の発明）
本発明にかかる清掃装置の産業用ロボットを工作機械の加工室内に配置すれば、加工室内の治具にセットされたワークをエアブローノズルによって自動的に効率よく清掃することができる。

本発明の第１実施例に係るワークの清掃装置の説明図 本発明に係る清掃装置のエアブローノズルの説明図 他の形態のエアブローノズルの説明図 本発明の第２実施例に係るワークの清掃装置の説明図 本発明の第３実施例に係るワークの清掃装置の説明図

以下に、本発明の最良の形態例を図面に基づいて説明する。

本発明の第１実施例に係るワークの清掃装置Ａを図１に示す。この清掃装置Ａは、主にエアブローノズル１と、ルーツ式真空ポンプ（３１）とフィルタ（３２）とからなる真空回収装置３０と、産業用ロボット３５とから構成されている。

図２において、エアブローノズル１は、中空状ノズル本体２の先端２ａにラッパ形フード３を一体に形成し、ホルダー５の一方の通し穴６に該ノズル本体２の後端２ｂが嵌着されている。１１はホルダー５の他方のネジ穴７に螺着された継ぎ手８により中空状ノズル本体２の長手方向に後端側を保持された細長いノズルパイプである。ノズルパイプ１１は、その前端側を中空状ノズル本体２の内部に挿入すると共に先端部１１ａをフード３の吸入口３ａに臨むように配置されている。

１５はホルダー５のネジ穴７に継ぎ手１４により接続された圧縮空気を供給するエアホース、１６はホースに取り付けた接続用ジョイントである。エアホース１５には、機械工場の一般的に設備されている空気源から約１００〜３００ｋＰａ程度に減圧された圧縮空気を供給するように設ける。

なお、工場設備の圧縮空気を減圧して使用する場合は電力消費量が大きくなるため、工場設備のものに代えて、吐出圧力が３０〜５０ｋＰａ程度のルーツ式ブロワによる圧縮空気を利用することもできる。

ホルダー５の通し穴６には、ノズル本体２の排出口となる継ぎ手１８が螺着されている。この継ぎ手１８には、真空回収装置３０の接続口（図示せず）に一端側を接続されるフレキシブルホース２７の他端側を接続するように設けられる。

真空回収装置３０のルーツ式真空ポンプ（３１）の真空圧力については、−２０〜−３０ｋＰａ程度とする。また、ノズルパイプに供給する圧力空気の風量とルーツ式真空ポンプ（３１）の吸込み量との割合については、ワークや粉塵の種類、フードの有無等により異なるが、１：５〜１０程度が好ましい。

他の形態のエアブローノズル２１を図３に示す。このエアブローノズル２１の主要構成部は、前述したエアブローノズル１の構成と同一であるので、それと同一部分については同じ符号を図面に表して説明を省き、異なる構成部分について説明する。

ノズル本体２の先端２ａには、深い環状溝２２ａが形成されたフードホルダー２２を固定し、その環状溝２２ａに吸入口２３ａを有するフード２３の円筒部２３ｂが収められて当該フード２３を前後に移動自由に設けている。フード２３は環状溝２２ａの内部に装着したスプリング２４により常に前方向へ付勢されるように設けられている。そして、フード２３は、外力により押されて後退した時に、ノズルパイプ１１の先端部１１ａが吸入口２３ａから露出するように設けられている。

産業用ロボット３５については、工場の製造ライン、組立てライン等で一般的に使用される公知のものであり、コンベアシステムのコンベア４０に隣接して配置している。このロボット３５のアーム３６の先端には、エアブローノズル１を装着し、エアブローノズル１を所定位置で間欠停止するコンベア４０上のワークｗに対して移動自在に制御するように設ける。

つぎに、かかる構成になる第１実施例に係るワークの清掃装置Ａの作用を述べる。
（１）図１に示すように、コンベア４０で搬送されるワークｗが産業用ロボット３５の正面で間欠停止すると、産業用ロボット３５の作動によりアーム３６に装着されたエアブローノズル１がワークｗに近づく。
（２）エアブローノズル１はワークｗの周囲を移動し、ノズルパイプ１１から噴出する圧縮空気によってワークｗに付着した粉塵類を吹き飛ばし除去する。吹き飛ばされた粉塵類は、真空回収装置３０の作動によりエアブローノズル１の吸入口３ａから吸引されて同真空回収装置３０のフィルタに回収される。
（３）ワークｗの清掃処理が終了すると、アーム３６は元の位置に復帰する。
（４）コンベア４０の作動により次のワークｗが産業用ロボット３５の正面で間欠停止すると、（１）〜（３）の一連の作動を繰り返すことにより量産されるワークｗの清掃処理が自動的に行なわれる。

本発明の第２実施例に係るワークの清掃装置Ｂを図４に示す。この清掃装置Ｂでは、産業用ロボット３５のアーム３６の先端に備えたクランプ３７によりワークｗを掴持及び釈放自在に設けている。エアブローノズル１は、コンベア４０のフレーム４１にブラケット４２により吸入口３ａがワークｗに対向するように取り付けられている。そして、産業用ロボット３５のクランプ３７により掴持されたワークｗは、エアブローノズル１に対して移動自在に制御される。

つぎに、かかる構成になる第２実施例に係るワークの清掃装置Ｂの作用を述べる。
（１）図１に示すように、コンベア４０で搬送されるワークｗが産業用ロボット３５の正面で間欠停止すると、産業用ロボット３５の作動によりアーム３６に備えたクランプ３７がワークｗを掴持する。
（２）クランプ３７で掴持されたワークｗがエアブローノズル１の正面を移動する間に、ノズルパイプ１１から噴出する圧縮空気によってワークｗに付着した粉塵類は吹き飛ばされ除去される。吹き飛ばされた粉塵類は、真空回収装置３０の作動によりエアブローノズル１の吸入口３ａから吸引されて同真空回収装置３０のフィルタに回収される。
（３）ワークｗの清掃処理が終了すると、ワークｗはコンベア４０上に戻され、産業用ロボット３５のアーム３６は元の位置に復帰する。
（４）コンベア４０の作動により次のワークｗが産業用ロボット３５の正面で間欠停止すると、（１）〜（３）の一連の作動を繰り返すことにより量産されるワークｗの清掃処理が自動的に行なわれる。

本発明の第３実施例に係るワークの清掃装置Ｃを、ワークに穴あけ、ネジ切り、切削等の加工を施すマシニングセンタ５０に適用する場合を図５に示す。この清掃装置Ｃは、マシニングセンタ５０の加工室５１内に産業用ロボット４５を配置し、加工室５１の外部に真空回収装置３０を配置している。加工室５１には、切削液から発生するミストを捕集するミスト捕集装置５５が付設されている。

産業用ロボット４５は前記産業用ロボット３５よりも簡易な公知構造のものとし、そのアーム４６の先端にエアブローノズル１を装着している。真空回収装置３０については、ルーツ式真空ポンプ３１の吸入側にフィルタ３２を取り付け、そのフィルタ３２には、前記フレキシブルホース２７の一端側を接続する。３３はルーツ式真空ポンプ３１の排気側に取り付けられたサイレンサである。

つぎに、かかる構成になる第３実施例に係るワークの清掃装置Ｃの作用を述べる。
（１）図５に示すように、四面イケール５２に固定されたワークｗがエアブローノズル１の正面側に位置すると、産業用ロボット４５の作動によりアーム４６に装着されたエアブローノズル１がワークｗに近づく。
（２）エアブローノズル１はワークｗの周囲を移動し、ノズルパイプ１１から噴出する圧縮空気によってワークｗに付着した粉塵類を吹き飛ばし除去する。吹き飛ばされた粉塵類は、真空回収装置３０のルーツ式真空ポンプ３１の作動によりエアブローノズル１の吸入口３ａから吸引されてフィルタ３２に回収される。
（３）ワークｗの清掃処理が終了すると、アーム４６は元の位置に復帰する。
（４）次のワークｗが四面イケール５２の回転動作によりエアブローノズル１の正面に位置すると、（１）〜（３）の一連の作動を繰り返すことによりワークｗの清掃処理が自動的に行なわれる。

Ａ〜Ｃ・・・本発明に係るワークの清掃装置
ｗ・・・ワーク
１，２１・・・エアブローノズル
２・・・中空状ノズル本体
３ａ，２３ａ・・・吸入口
１１・・・ノズルパイプ
１５・・・エアホース
２３・・・フード
２４・・・スプリング
２７・・・フレキシブルホース
３０・・・真空回収装置
３１・・・ルーツ式真空ポンプ
３２・・・フィルタ
３５，４５・・・産業用ロボット
３６，４６・・・アーム
３７・・・クランプ
４０・・・コンベア
５１・・・加工室

Claims (5)

1. ワークに付着した粉塵類をエアブローノズルから噴出する圧縮空気により吹き飛ばして除去すると共に吹き飛ばされた粉塵類を回収するように設けた清掃装置であって、
   前記エアブローノズルは、先端に吸入口が設けられた中空状ノズル本体の内部に細長いノズルパイプを挿入すると共に同ノズルパイプの先端部を該吸入口に臨むように配置し、そのノズルパイプの後端部に圧縮空気を供給するエアホースを接続し、そのノズル本体の排出口にルーツ式真空ポンプとフィルタとからなる真空回収装置に一端側を接続したフレキシブルホースの他端側を接続するように設けられ、
   産業用ロボットのアームの先端に前記エアブローノズルを装着し、そのエアブローノズルを前記ワークに対して移動自在に制御するように設け、前記エアブローノズルによってワークから吹き飛ばされた粉塵類を前記ルーツ式真空ポンプの作動により前記吸入口から吸引して前記フィルタに回収するように構成したことを特徴とするワークの清掃装置。
2. ワークに付着した粉塵類をエアブローノズルから噴出する圧縮空気により吹き飛ばして除去すると共に吹き飛ばされた粉塵類を回収するように設けた清掃装置であって、
   前記エアブローノズルは、先端に吸入口が設けられた中空状ノズル本体の内部に細長いノズルパイプを挿入すると共に同ノズルパイプの先端部を該吸入口に臨むように配置し、そのノズルパイプの後端部に圧縮空気を供給するエアホースを接続し、そのノズル本体の排出口にルーツ式真空ポンプとフィルタとからなる真空回収装置に一端側を接続したフレキシブルホースの他端側を接続するように設けられ、
   産業用ロボットのアームの先端に備えたクランプにより前記ワークを掴持及び釈放自在に設け、そのクランプにより掴持したワークを前記エアブローノズルに対して移動自在に制御するように設け、前記エアブローノズルによってワークから吹き飛ばされる粉塵類を前記ルーツ式真空ポンプの作動により前記吸入口から吸引して前記フィルタに回収するように構成したことを特徴とするワークの清掃装置。
3. 前記エアブローノズルは、前記吸入口を有するフードを前記中空状ノズル本体に前後に移動自由に設けると共にスプリングによって当該フードを常に前方向へ付勢するように設け、そのフードの後退時に、前記ノズルパイプの先端部が前記吸入口から露出するように設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のワークの清掃装置。
4. 前記産業用ロボットをコンベアシステムのコンベアに隣接して配置し、そのロボットに対して所定位置で間欠停止したコンベア上の前記ワークの清掃を行なうことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のワークの清掃装置。
5. 前記ワークに切削工具により穴あけ、ネジ切り等の加工を施す工作機械の加工室内に、前記エアブローノズルをアームの先端に装着した前記産業用ロボットを配置し、その加工室の外部に前記真空回収装置を配置したことを特徴とする請求項１又は３に記載のワークの清掃装置。

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