(57)【要約】【課題】従来人が行なっていたＰＣＢ含有機器の解体を低コストで省力化できるロボット装置を提供する。【解決手段】２つ以上の関節を有する多関節ロボット装置であって、第１関節（２１）の先端に、シリンダー（１１）、ピストン（１２）、及び少なくとも二つの空気室（１３、１４）からなる衝撃吸収機構（１）を介して、ＰＣＢ含有機器切断工具（４）を設けた多関節ロボット装置。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つ以上の関節を有する多関節ロボット装置であって、第１関節の先端に、シリンダー、ピストン、及び少なくとも二つの空気室からなる衝撃吸収機構を介して、ＰＣＢ含有機器切断工具を設けたことを特徴とする多関節ロボット装置。
【請求項２】
切断工具が回転鋸であることを特徴とする請求項１記載の多関節ロボット装置。
【請求項３】
シリンダー、ピストン、及び少なくとも二つの空気室からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の多関節ロボット装置に用いられる衝撃吸収機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＰＣＢ含有機器の解体に使用する多関節ロボット装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＰＣＢはその優れた化学的安定性、高耐熱性、電気絶縁性が良好などの特性を有していることから、電機機器のトランス、コンデンサの絶縁油、蛍光灯の安定器あるいは熱媒体等に多量に使用されてきた。しかしながら、ＰＣＢの人体への有害性が明らかになり、１９７４年までに製造、輸入、開放系用途での使用が禁止された。また、１９９２年には廃ＰＣＢ、ＰＣＢを含む廃油およびＰＣＢ汚染物が、廃棄物処理法に基づき特別管理産業廃棄物に指定され、トランスをはじめ、ＰＣＢ含有機器類やＰＣＢ含有廃油の相当量が事業所等で保管されている。
さらに、「ポリ塩化ビフェニル廃棄物の適正な処理の推進に関する特別措置法」（２００１年７月１５日施行）により、ＰＣＢ、ＰＣＢを含む廃油などを１５年以内（２０１６年７月まで）に処理することが義務化された。ＰＣＢの処理については、保有者自ら又は環境事業団若しくは廃棄物の処理及び清掃に関する法律（廃棄物処理法）に基づく許可を受けたポリ塩化ビフェニルに係る特別管理産業廃棄物処分業者に委託して、適正にポリ塩化ビフェニルを処分しなければならないとされ、現在、各所で処理設備が建設され処分が始まっているところである。
【０００３】
一方、ＰＣＢはポリ塩化ビフェニル化合物の総称であり、その分子内に保有する塩素の数やその位置の違いにより、理論的には２０９種の異性体が存在する。中でも、コプラナーＰＣＢは、毒性が極めて強く、ダイオキシン類として総称されるものの一つとされている。ＰＣＢ含有機器類の解体作業に際して、容器等にわずかに付着しているＰＣＢが解体作業時に使用する工具・機器や解体条件（主に高温下）によって、コプラナーＰＣＢ（ダイオキシン類）が発生することが懸念されており、また、ＰＣＢ自体も空気中に拡散する性質を有しており、作業条件や使用する機器が制限されることもあり、作業員の作業環境を良好に保つことと解体作業の効率向上を両立させることが望まれている。
【０００４】
従来、ＰＣＢ含有機器を解体する際には、ＰＣＢ自体が有毒であることから、作業員が密閉度の高い防護服を着用して作業を行っていた。しかし、防護服は作業しにくく作業効率が悪いため、人がなるべく触らないように自動化した解体装置が望まれていた。また、人が解体作業を行う場合は、機器の周囲を動き回ることが必要で、動線が複雑になり作業効率が良くないという問題もあった。
【０００５】
一般的な分野で利用されている多関節ロボットアームの例としては、特許文献１に記載されたものが挙げられる。このような多関節ロボットアームを使用することにより、人間が直接現場で作業する必要がなくなり作業員のＰＣＢ暴露の危険を少なくすることができるだけでなく、人間ではアクセスできない方向から対象物にアクセスすることができるので作業効率の向上が可能となる。そのためＰＣＢ含有機器の解体作業にロボット装置を導入することは急務となっている。
【０００６】
しかし、ロボットアームを使用してＰＣＢ含有機器の切断を行うと、振動・衝撃から保護するためにロボットに備えられている振動センサーが作動し、ロボットが停止してしまうという問題があった。
これに対し、一般的な分野で利用されているロボット装置については、衝撃を吸収しロボットを保護するためにダンパーを設けることが提案されている（例えば、特許文献２参照）。しかし、特許文献２記載のダンパーユニットは弾性体を用いており、複雑な構造となりコストがかかるという問題がある。
【０００７】
【特許文献１】
特開平８−１９９８５号公報
【特許文献２】
特開平９−１６８９８９号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来人が行なっていたＰＣＢ含有機器の解体を低コストで省力化できるロボット装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、２つ以上の関節を有する多関節ロボット装置において、シリンダー、ピストン、及び少なくとも二つの空気室からなる衝撃吸収機構を第１関節の先に設けることにより、低コストでＰＣＢ含有機器の切断時における衝撃・振動からロボットを保護し効率的な作業を行なうことができることを見出した。
すなわち、本発明は、
（１）２つ以上の関節を有する多関節ロボット装置であって、第１関節の先端に、シリンダー、ピストン、及び少なくとも二つの空気室からなる衝撃吸収機構を介して、ＰＣＢ含有機器切断工具を設けたことを特徴とする多関節ロボット装置、
（２）切断工具が回転鋸であることを特徴とする（１）項に記載の多関節ロボット装置、および
（３）シリンダー、ピストン、及び少なくとも二つの空気室からなることを特徴とする（１）又は（２）項に記載の多関節ロボット装置に用いられる衝撃吸収機構
を提供するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に本発明の好ましい実施の態様について、添付の図面に基づいて詳細に説明をする。なお、各図の説明において同一の要素には同一の符号を付す。
図１は、本発明のロボット装置の一部断面図である。図１ではシリンダー１１部分のみを切断して示す。本発明のロボット装置は、多関節ロボットアーム２（以下、単にロボットアームと記載することがある）である。本明細書において関節はロボットアームの先端から、第１関節、第２関節、第３関節、・・・と数える。図１では、ロボットアーム２は、第１関節２１、第２関節２２、第３関節２３を有する。なお、本発明において関節の数は特に限定されない。
【００１１】
図１に示す本発明のロボット装置では、第１関節２１の先に衝撃吸収機構１が設けられており、さらにその先にブラケット３を介してツールユニット４が設けられている。ツールユニット４としては、回転刃やエンドミル等の切断機などの様々なＰＣＢ含有機器切断工具を選択することができる。また、ツールユニット４はモーター８や減速機９等を含むユニットであってもよい。
【００１２】
衝撃吸収機構１（以下、ダンパーと記載することがある）は、シリンダー１１、ピストン１２、空気室１３及び１４からなり、シリンダー１１内部は２つの空気室１３及び１４の間にピストン１２が配置された構造をしている。また、シリンダー１１にはガイドロッド５が補助として設けられている。図１ではガイドロッド５は２つ設けられているが、その数は限定されない。
ツールユニットからの振動・衝撃によりピストン１２が駆動し、空気室１３及び１４に密閉された圧縮空気により振動・衝撃が吸収される。
ダンパーの構成部材は、支持する工具等の重量や作業環境によって適切な材料を選択して製作する。
【００１３】
図２は、衝撃吸収機構１の拡大断面図である。図２においてもシリンダー１１部分のみを切断して示す。シリンダー１１には、空気室１３及び１４へ空気を供給する供給口１５及び１６が設けられる（なお、図１では供給口１５及び１６は省略した）。
空気室１３及び１４には供給口１５及び１６からそれぞれ圧縮空気が供給され、空気室１３及び１４に供給された空気は、ピストンで分離された両側の空気室に密閉される。これにより空気室がダンパーとして機能する。圧縮空気はコンプレッサーで得られるものを利用できる。
【００１４】
空気室１３及び１４への空気の供給圧力は、ブラケット側の振動がロボットアーム側に伝わらないように調整する。供給圧力は解体対象物の硬さ、切断工具の重さ、ロボット装置の大きさ等により大幅に異なるが、具体的には０．１〜０．３ＭＰａ程度とすることができる。振動がロボットアーム側に伝わっているかどうかを手で触って空気圧を調整することもできるが、ブラケット側とロボットアーム側に振動センサーなどを設置し、供給する空気圧を自動的に調整することもできる。工具を交換したときや、切断対象が変わったときに空気室の空気圧を調整（空気圧の最適化）すると、ロボットアーム側に伝わる振動をより少なくすることができ、好ましい。
空気室１４の占める空間を空気室１３の占める空間より少なくすることで、切断の際に発生する振動をより多く緩衝させることができる。
【００１５】
ピストン１２のブラケット側は、ピストン１２と一体加工されたロッド１８を介して、シリンダ１１の外のブラケット取付板１７に接合されている。また、ガイドロッド５もブラケット取付板１７に接合している。接合方法は、溶接、ボルト締めなど適宜選択される。シリンダー１１とピストン１２等の摺動部には、空気が漏れないように適切なＯ−リングなどのシール材やパッキン等を設置するのが好ましい。
【００１６】
ブラケット取付板１７とブラケット３は、ボルトで取り付けることができる。ブラケット取付板１７とブラケット３との間にスペーサを介在させてブラケット３を取り付けることもできる。
ブラケット３は、取り付けるツールユニット４の重量や、切断時の振動等に耐えるような強度を有する形状・材質であれば、作業環境に合わせて所望のものを使用することができる。ブラケット３とツールユニット４もボルトで取り付けることもできる。
これらのボルトの材質・形状や使用する数は、必要とされる強度等によって適宜決定することができる。
【００１７】
ブラケット３とブラケット取付板１７との間には自動ツール交換装置（ＡＴＣ）を設けることができ、これによりツールユニット４を自動的に交換させることができる。ＡＴＣとしては任意のものを利用することができる。
また、ロボットアーム２の稼動範囲にツールの交換場所を設置して、切断工具７やモーター８、減速機９などを自動又は手動で交換するように構成することもできる。
【００１８】
シリンダー１１は、多関節ロボットアーム２の第１関節２１の先に設けられ、フランジ６で接続されている。多関節ロボットアーム２は、ダンパーと切断機を含めた重量（例えば、５００ｋｇ）を支持し、アームの稼動範囲全体にわたって安全に切断作業を行えるものであれば、任意の多関節ロボットを使用できる。例えば、ファナック社製Ｓ−９００ＩＷ（商品名）を使用することができる。本発明のロボット装置はアームが多関節である。これにより、振動・衝撃を多少和らげることができるのみならず、人間では対象物を回転・傾斜等させなければ作業しにくい場合であっても容易に対象物にアクセスできる。
【００１９】
本発明の装置を用いた解体作業における解体対象物１０は特に限定されないが、人体に対して有毒な危険物質を含有する機器、特に、ＰＣＢ含有機器について本発明の装置を好ましく適用することができる。
【００２０】
ロボット装置は、通常床面に固定されて使用されているが、解体対象物１０がロボット装置の作業範囲を超える程度に大きい場合、ロボット装置をレールの上などに載せて移動可能にしてもよい。ロボット装置を移動可能にすることで、作業範囲を広くすることができ、作業効率を高めることができる。解体対象物をターンテーブルに載せ、かつ、その周囲に設けられたレールにロボット装置を配置し、解体対象物とロボット装置の両方を適宜移動させることが、作業効率の観点上、より好ましい。
【００２１】
多関節ロボット装置は、予め解体対象物をどのように切断（解体）するかをティーチングできる機種を利用することが好ましい。ティーチングは、形状や構造が解体可能対象のＰＣＢ含有機器と同じでＰＣＢを含有していないものを利用して行なうことが好ましいが、ＰＣＢ含有機器そのものに対して、遠隔操作で解体しながらティーチングを行うこともできる。このようにして多種類の解体対象物の解体手順を記憶させておくことで、不定期に解体場に運ばれる形状の異なる対象物を、ティーチングした記憶ファイルを呼び出すことによって解体処理することができるため、作業効率ならびに作業の柔軟性を高めることができる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明のロボット装置は切断時の衝撃・振動を吸収し、衝撃・振動からロボットを保護し、かつ振動センサーが衝撃・振動を検知することなく、効率的な作業を行なうことができる。
また、本発明の衝撃吸収機構は、複雑な構造を構成せずに低コストで衝撃を吸収することができる。
本発明は従来人が行なうこととしていたＰＣＢ含有機器の解体をロボット化することを可能とし、人間が直接現場で作業する必要をなくして作業員のＰＣＢ暴露の危険を少なくすることができるだけでなく、人間ではアクセスできない方向から対象物にアクセスすることができるので作業効率の向上が可能となるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明のロボット装置の一部断面図である。
【図２】図２は、衝撃吸収機構１の拡大断面図である。
【符号の説明】
１  衝撃吸収機構
２  多関節ロボットアーム
３  ブラケット
４  ツールユニット（ＰＣＢ含有機器切断工具）
５  ガイドロッド
６  フランジ
７  切断工具
８  モーター
９  減速機
１０  解体対象物
１１  シリンダー
１２  ピストン
１３  空気室
１４  空気室
１５  供給口
１６  供給口
１７  ブラケット取付板
１８  ロッド
２１  第１関節
２２  第２関節
２３  第３関節
【図１】
2005022049.tif 000003
【図２】
2005022049.tif 000004