(57)【要約】【課題】小型かつ低コストで、清浄でない部品等のワークを投入してもクリーン作業が可能な生産装置を提供する。【解決手段】カバー８を有し、ワークＷに対してクリーン作業を行うための第１室２と、架台４によって第１室２と仕切られて設けられ、連通口４Ａから第１室２にワークＷを供給及び搬出するための第２室３とを有する生産装置１は、第１室２内に設置されてワークＷに対して作業を行うロボット６と、第１室２に取り付けられ、第１室２内に清浄な空気を供給するクリーンユニット９と、第２室３内に設けられた、ワークＷを洗浄するための洗浄ユニット１１Ａ、１１Ｂと、第２室３内に設けられ、連通口４Ａを通って第１室２と第２室３との間でワークＷを移動させる搬送機構とを備え、クリーンユニット９は、供給された清浄な空気の少なくとも一部が、連通口４Ａを通って搬送機構に向かって流れるように取り付けられていることを特徴とする。【選択図】図１
2009192201.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カバーによって外気から遮断され、ワークに対してクリーン作業を行うための第１室と、隔壁によって前記第１室と仕切られて設けられ、前記第１室と前記第２室とを連通させる連通口から前記第１室に前記ワークを供給及び搬出するための第２室とを有する生産装置であって、
前記第１室内に設置されて前記ワークに対して作業を行うロボットと、
前記第１室に取り付けられ、前記第１室内に清浄な空気を供給するクリーンユニットと、
前記第２室内に設けられた、前記ワークを洗浄するための洗浄部と、
前記第２室内に設けられ、前記連通口を通って前記第１室と前記第２室との間で前記ワークを移動させる搬送機構と、
を備え、
前記クリーンユニットは、供給された清浄な空気の少なくとも一部が、前記連通口を通って前記搬送機構に向かって流れるように取り付けられていることを特徴とする生産装置。
【請求項２】
前記第２室は、前記第１室の下方に設けられており、前記クリーンユニットから前記搬送機構に向かって流れる空気がダウンフローとなっていることを特徴とする請求項１に記載の生産装置。
【請求項３】
前記洗浄部には、それぞれ独立して前記ワークの洗浄作業が可能な複数の洗浄ユニットが、前記搬送機構に対向して配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の生産装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クリーン環境下で部品等に対して作業を行うための生産装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
部材への異物の付着防止や製品内への異物混入防止といった製品品質維持対策のため、クリーン環境化で生産装置を稼働して製品を生産する場合がある。このとき、当該生産装置が設置されている部屋全体をクリーン環境にすることは、スペース面及びコスト面において弊害が多く、また作業者の労働環境の観点からも弊害がある。よって、部屋全体をクリーン化せずに、生産装置周りを局所的にクリーン化して生産が行われることが多い。
【０００３】
局所クリーン化した生産装置内で組立を行う際には、クリーン環境を保つため洗浄された部材（部品）を供給する必要があるが、洗浄後の状態を保ったまま部材を供給するためには、密閉されクリーン化された容器内に入れて搬入し、さらにクリーン化された処理室を介さなければならない。
【０００４】
例えば特許文献１に記載の装置では、各工程を行う処理室がそれぞれクリーン化された状態で直列に接続されている。そして、洗浄された部品は下流側の処理室に影響を与えないように、供給のためだけの処理室に供給され、各処理室に順次搬送されていき、搬出のためだけの処理室から取り出される。
【特許文献１】特開２００３−３０２０８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の装置では、局所クリーンエリア内の環境を維持し、製品の品質を維持するために、外環境との接点である洗浄された部品供給、および製品搬出用のためだけに独立してクリーン化された処理室を設置する必要があり、スペース面、コスト面、環境面で無駄が多いという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、小型かつ低コストで構成でき、清浄でない部品等のワークを投入してもクリーン作業が可能な生産装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、カバーによって外気から遮断され、ワークに対してクリーン作業を行うための第１室と、隔壁によって前記第１室と仕切られて設けられ、前記第１室と前記第２室とを連通させる連通口から前記第１室に前記ワークを供給及び搬出するための第２室とを有する生産装置であって、前記第１室内に設置されて前記ワークに対して作業を行うロボットと、前記第１室に取り付けられ、前記第１室内に清浄な空気を供給するクリーンユニットと、前記第２室内に設けられた、前記ワークを洗浄するための洗浄部と、前記第２室内に設けられ、前記連通口を通って前記第１室と前記第２室との間で前記ワークを移動させる搬送機構とを備え、前記クリーンユニットは、供給された清浄な空気の少なくとも一部が、前記連通口を通って前記搬送機構に向かって流れていることを特徴とする。
【０００８】
なお、本発明において「ワーク」とは、単独の部品、及び複数の部品が組み合わされた製品又は半製品を含む。
【０００９】
本発明の生産装置によれば、第２室内に供給されたワークが洗浄部で洗浄され、クリーンユニットから供給される清浄な空気が当てられながら搬送機構によって第１室に移動される。
【００１０】
前記第２室は、前記第１室の下方に設けられており、前記クリーンユニットから前記搬送機構に向かって流れる空気がダウンフローとなっていてもよい。この場合、洗浄部で使用された洗浄液の気化物等がダウンフローによって装置外に排出され、第１室の清浄度をより良好に維持することができる。
【００１１】
前記洗浄部には、それぞれ独立して前記ワークの洗浄作業が可能な複数の洗浄ユニットが前記搬送機構に対向して配置されてもよい。この場合、より効率的に第１室へワークを搬送することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の生産装置によれば、本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、小型かつ低コストで構成でき、清浄でないワークを投入してもクリーン作業が可能な生産装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の一実施形態の生産装置について、図１から図４を参照して説明する。
図１は、本実施形態の生産装置１を示す斜視図である。図１に示すように、生産装置１は、上側の第１室２と、平坦な架台（隔壁）４で第１室２と仕切られた下側の第２室３と、生産装置１全体の動作制御を行なう制御部５とを備えている。
【００１４】
第１室２はワークＷに対して組立、半田付け等の各種作業をクリーン環境下で行うための領域であり、ワークＷに対して搬送や作業等を行うためのロボット６と、上記各種作業に必要な機構が搭載された複数の作業ユニット７とが、いずれも架台４上に設けられている。
【００１５】
ロボット６は公知の構成からなり、多関節型の作業アーム６Ａを有する。作業アーム６Ａの先端には、ワークＷの搬送を行う作業ハンド６Ｂが着脱自在に装着されている。作業ハンド６Ｂは異なる形状のものが複数用意されており（不図示）、ワークＷに対する作業内容に応じて、交換可能となっている。
【００１６】
作業ユニット７は、図示しないコネクタ等の接続部を有し、接続部を介して制御部５に接続されることによって、ワークＷに対して自動で所定の作業を行う。接続部は着脱自在に構成されており、行う作業に応じて、架台４上の作業ユニット７を交換することができる。
なお、図１において、架台４上の作業ユニット７は、実際にはそれぞれ異なる形状を有するが、説明を理解しやすくするため、すべて同一形状に簡略化して示している。
【００１７】
ロボット６及び作業ユニット７が設置された架台４上の空間は、カバー８で覆われている。すなわち、カバー８、架台４、及び背面側の制御部５によって、外気から遮断された第１室２が形成されている。カバー８の材料としては、樹脂やガラス等を作用することができ、中でも透明なものが第１室２の内部が視認できるためより好ましい。
【００１８】
カバー８には、公知のクリーンユニット９が取り付けられており、第１室２内に清浄な空気を供給して第１室２内をクリーン環境に保持している。クリーンユニット９から供給される清浄な空気は、一部は後述する搬送機構１０の移動経路である搬送経路に流れ込み、残りは、図示しない排気口から第１室２の外部に排出される。
【００１９】
図２は、第２室３の内部を破断して示す図であり、図３は、後述する洗浄ユニットの高さにおける第２室３の水平断面図である。図２に示すように、第２室３には、第１室２との間でワークＷのやり取りを行うための搬送機構１０と、搬送機構１０に搬送される前にワークＷの洗浄を行う洗浄ユニット（洗浄部）１１Ａ、１１Ｂと、洗浄を行う前にワークＷに対して前加工を行う加工ユニット１２Ａ、１２Ｂとを備えている。
【００２０】
搬送機構１０は、ワークＷが載置されるステージ１３と、図示しないモータ等の駆動源とを備え、制御部５と接続されている。搬送機構１０は、架台４に対して略垂直に上下移動を行って第１室２と第２室３との間でワークＷの搬送を行う。
【００２１】
図１に示すように、搬送機構１０は、ステージ１３が架台４と同じ高さになったときにロボット６付近の架台４に設けられた連通口４Ａに位置するように設置されている。そして、搬送機構１０の周囲を囲むように設けられた側壁１９（図３参照）によって、搬送機構１０が第１室２と第２室３との間でワークＷのやり取りを行う搬送経路が、架台４上の連通口４Ａから略垂直下方に向かって形成されている。
クリーンユニット９はステージ１３の上方に取り付けられており、クリーンユニット９からの清浄な空気がダウンフローとなって、上記搬送経路に流れ込むようになっている。
なお、図３を除く各図においては、図を見やすくするため、側壁１９を示していない。
【００２２】
図２及び図３に示すように、洗浄ユニット１１Ａ、１１Ｂは、搬送機構１０及び搬送経路に対向するように第２室３内に設置されている。洗浄ユニット１１Ａ、１１Ｂは洗浄機構及び制御部５と接続されるための接続部（いずれも不図示）を有し、それぞれ独立してワークの洗浄作業を行うことが可能に構成されている。そして、制御部５の制御を受けて、それぞれ加工ユニット１２Ａ及び１２Ｂから送られてきたワークＷを溶剤等の洗浄液を用いて洗浄し、クリーン作業可能な状態にする。洗浄後のワークＷは、ベルトコンベア等の移動機構１４によって側壁１９に設けられた穴（不図示）を通って搬送機構１０のステージ１３上に移動される。
【００２３】
なお、洗浄ユニット１１Ａ、１１Ｂは、同一のものでもよいし、異なる洗浄機構や洗浄液を備えてそれぞれ異なるワークに対応する構成でもよい。また、各洗浄ユニットの接続部をコネクタ等の着脱自在な構造とすることによって、洗浄ユニットをワークに応じて交換可能な構成としてもよい。
【００２４】
加工ユニット１２Ａ、１２Ｂは、図示しない前加工用の加工機構及び洗浄ユニットと同様の接続部を有し、制御部５と接続されて制御部５の制御を受けながら、投入されたワークＷに対して所定の前加工を行う。前加工終了後のワークＷは、図示しない移動機構によって洗浄ユニット１１Ａ、１１Ｂに送られる。
なお、加工ユニット１２Ａ、１２Ｂも、洗浄ユニット１１Ａ、１１Ｂと同様に、同一のものでも、それぞれ異なる構成を有して異なる前加工を行うものでもよく、交換可能な構成とされても良い。
【００２５】
図２に示すように、第２室３の外壁には、ワークＷを投入するための第１扉１５及び第２扉１６と、第１室２での作業が終了した後のワークＷが運び出されるためのワーク搬出口１７が設けられている。
【００２６】
図３に示すように、２箇所に設けられた第１扉１５は、それぞれ加工ユニット１２Ａ、１２Ｂにアクセスできる位置に設けられており、洗浄前に前加工が必要とされるワークの投入時に用いられる。同様に第２扉１６はそれぞれ洗浄ユニット１１Ａ、１１Ｂにつながる通路に設けられており、前加工を必要としないワークの投入時に用いられる。また、加工ユニットや洗浄ユニットを交換可能な構成とする場合は、それぞれ第１扉１５及び第２扉１６からユニットを挿入して第２室３内に設置しても良い。
【００２７】
ワーク搬出口１７は、加工ユニット１２Ａ、１２Ｂ及び洗浄ユニット１２Ａ、１２Ｂとは異なる高さに設けられており、ワークＷの搬出時以外は第３扉１８によって閉じられている。第１室２での作業終了後のワークＷは、搬送機構１０によって搬出口１７と同じ高さまで運ばれ、側壁１９に設けられた穴（不図示）を通って図示しない移動機構によってワーク搬出口１７に移動されて生産装置１の外部に搬出される。
なお、第３扉１８を取り付けるのに代えて、次工程の作業を行う他の生産装置のワーク投入部とワーク搬出口１７とが直接接続されてもよい。
【００２８】
制御部５には、複数種類の製品及び部品の生産プログラムが格納されている。また、制御部５には、ユーザがワークの種類や指示する作業内容等の各種情報を制御部５に入力するための図示しない入力部が接続されている。制御部５は、図１に示すように、生産装置１に一体に組み込まれてもよいし、生産装置１に接続されたパソコン等の外部機器に格納されてもよい。
【００２９】
上記のように構成された生産装置１の使用時の動作について、以下に説明する。
まず、ユーザは、作業に応じた作業ユニット７を第１室２内の架台４上に設置し、接続部を介して制御部５と接続する。同様に、洗浄ユニット１１Ａ、１１Ｂ、及び加工ユニット１２Ａ、１２Ｂについても適宜選択して第２室３内に設置し、接続部を介して制御部５と接続する。
【００３０】
接続が終わったら、ユーザは生産装置１を起動する。クリーンユニット９が作動し、第１室２内の空気を清浄にして作業の準備をする。クリーンユニット９はワークＷに対する作業中も動作を継続し、クリーン環境を保持する。また、クリーンユニット９から下方に向かって供給されるダウンフローの一部は直接搬送機構１０のステージ１３に向かって流れ、搬送経路にそって第２室３内にも流れ込む。
【００３１】
並行して、制御部５は、接続された作業ユニット７、洗浄ユニット１１Ａ、１１Ｂ、及び加工ユニット１２Ａ、１２Ｂの種別及び位置を認識する。ユーザは、各ユニットを使用して行う工程の順番等の作業に必要な各種情報を、入力部（不図示）を介して制御部５に入力する。
【００３２】
各種情報の入力後、ユーザはワークＷを第１扉１５又は第２扉１６から加工ユニット１２Ａ、１２Ｂ又は洗浄ユニット１１Ａ、１１Ｂに投入する。第１扉１５、第２扉１６のいずれから投入するか、及びそれぞれ２箇所ある扉のいずれから投入するかは、前加工の有無や、前加工の内容、及び洗浄方法等によって適宜選択される。
また、これに代えて、ワークＷを入れた加工ユニット又は洗浄ユニットを第２室３内に設置することによって、これらのユニットの設置とワークＷの投入を同じタイミングで行ってもよい。
【００３３】
加工ユニット１２Ａ、１２Ｂに投入されたワークＷは、ユニット内で制御部５の制御に基づいて所定の前加工を施され、図示しない移動機構によって隣接する洗浄ユニット１１Ａ、１１Ｂに送られる。
【００３４】
加工ユニット１２Ａ、１２Ｂから送られて来たワークＷ、及び直接洗浄ニット１１Ａ、１１Ｂに投入されたワークＷは、洗浄ユニット１１Ａ、１１Ｂ内で、制御部５の制御に基づいて所定の洗浄を施され、第１室２内のクリーン環境を汚染しない程度に清浄な状態となる。そして、移動機構１４によって、図２に示すように、搬送機構１０のステージ１３上に移動される。
【００３５】
ステージ１３上にワークＷが載置されると、搬送機構１０は制御部５の制御によって上方に移動し、ワークＷが第１室２に向かって移動する。移動中、ステージ１３上のワークＷには、クリーンユニット９からのダウンフローが絶えず当たるため、ワークＷの表面に洗浄ユニット内で付着した洗浄液等が残留していても、迅速に乾燥される。また、ワークＷ周囲の気化した洗浄液等もダウンフローによって搬送経路の下方に押し流され、第１室２内に進入することが防止される。
【００３６】
図４に示すように、ワークＷが載置されたステージ１３が架台４上まで移動してくると、ロボット６は、制御部５の制御によって、図１に示すように、作業ハンド６Ｂを用いてワークＷを把持する。そして、入力部から入力された情報にもとづいて、適宜作業ハンド６Ｂを交換しながら、所定の順序で各作業ユニット７を用いて、ワークＷに対して各工程における作業を行う。
【００３７】
第１室における工程が終了した後、ロボット６はワークＷを把持してステージ１３に載置する。ステージ１３はワーク搬出口１７と略同等の高さまで下降し、ワークＷは図示しない移動機構によって移動させられてワーク搬出口１７から搬出される。
なお、これに代えて、第３扉１８付近に内部のクリーン環境を保持できる搬出用容器を設置し、移動機構が当該搬出用容器内にワークＷを移動させ、ユーザが第３扉１８を開けて搬出用容器を取り出すように生産装置１が構成されてもよい。
【００３８】
また、多数のワークＷに対して作業が行われる場合は、２つの洗浄ユニット１１Ａ、１１Ｂを用いてワークＷの洗浄を行い、洗浄後のワークＷを交互に搬送機構１０に移動させて作業を行ってもよい。このようにすると、あるワークＷが第１室２内で作業を施されている間に、次のワークＷの洗浄を行うことができるので、多数のワークに対してより効率よく作業を行うことができる。
【００３９】
本実施形態の生産装置１によれば、清浄状態でないワークＷを投入すると、洗浄ユニット１１Ａ、１１Ｂで第１室２内のクリーン環境を汚染しない程度に洗浄が行われ、クリーンユニット９から供給される清浄な空気のダウンフローを受けながら、搬送機構１０によってクリーン環境である第１室２内に移動される。したがって、ワーク搬出入のためのクリーン環境等を別に設ける必要がなく、低コスト、低スペースでクリーン作業が行える生産装置を構成することができる。
【００４０】
また、クリーンユニット９が搬送経路の開口部である連通口４Ａの上方に設置されているので、クリーンユニット９に風向を調節するための特別な機構を設けなくても、清浄な空気がダウンフローとなって連通口４Ａから第２室３内に流れ込む。したがって、簡素な構成で、第２室３の汚れ等が第１室２内に進入することを防止し、第１室２内のクリーン環境を良好に保持することができる。
【００４１】
さらに、クリーンユニット９から供給される清浄な空気が、第１室２及び第２室３に流れるので、１つのクリーンユニット９で第１室２及び第２室３の清浄度管理を行うことができる。したがって、クリーン作業が可能な生産装置１をより低コストで構成することができる。
【００４２】
さらに、第２室３内には前加工を行う加工ユニット１２Ａ、１２Ｂが配置されているので、クリーン環境に影響を与えるために第１室２内では行えないような前加工（例えば、ワークの稜部のバリ除去で粉塵が発生する研磨加工や、ワークへの印字や模様の刻印の際にガスが発生するレーザ加工等）を必要とするワークＷであっても、投入するだけで前加工に続いて洗浄が行われ、クリーン作業可能な状態で第１室に送られる。したがって、生産工程をスムーズに進めることができる。
【００４３】
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００４４】
例えば、上述の実施形態においては、ロボット６として多関節ロボットが使用される例を説明したが、ワークＷの搬送やワークＷに対する作業を直交する動きのみによって構成すれば、多関節ロボットに代えて、xyzの直交ロボットを用いてもよい。またロボットの台数も１台に限定されず、複数台用いてもよい。
【００４５】
また、上述の実施形態においては、搬送経路が開口する連通口４Ａの上方にクリーンユニット９が取り付けられた例を説明したが、クリーンユニット９と搬送経路との位置関係はこれには限定されず、クリーンユニット９から供給される清浄な空気の流れの下流に搬送経路が位置していればよい。
例えば、第１室と第２室が隔壁で仕切られて水平に並んでおり、当該隔壁に搬送経路の端部が連通口として開通している生産装置であれば、当該連通口に向かってクリーンユニットからの清浄な空気が流れ込むようにさえすれば、クリーンユニットの設置位置は特に限定されない。このような場合は、第１室内における全体的な空気循環もあわせて考慮した上でクリーンユニットの設置位置を適宜決定すればよい。
【００４６】
さらに、上述の実施形態では、生産装置の使用時に洗浄ユニットが取り付けられる例を説明したが、洗浄方式等が多岐にわたらない場合は、予め制御部と接続された状態で第２室内に設置されたいわゆる据付の状態であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態の生産装置を示す斜視図である。
【図２】同生産装置を一部破断して示す図である。
【図３】同生産装置の第２室の、洗浄ユニットの高さにおける水平断面図である。
【図４】同生産装置を一部破断して示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  生産装置
２  第１室
３  第２室
４  架台（隔壁）
４Ａ  連通口
６  ロボット
８  カバー
９  クリーンユニット
１０  搬送機構
１１Ａ、１１Ｂ  洗浄ユニット（洗浄部）
Ｗ  ワーク
【図１】
2009192201.tif 000003
【図２】
2009192201.tif 000004
【図３】
2009192201.tif 000005
【図４】
2009192201.tif 000006