JP7607922B2 - 製造ラインの洗浄装置及び製造ラインの洗浄方法 - Google Patents

Description

本発明は、製造ラインの洗浄装置及び製造ラインの洗浄方法に関する。

製造ラインは、製造過程の物品が搬送されるコンベヤ等の搬送部を有する。製造ラインは、物品の製造終了時などの所定の清掃時期なると、製造中の物品が搬送される過程でコンベヤに原料や物品の一部が付着したことによる汚れを除去するため、作業者等によって清掃される。

例えば、特許文献１、２には、洗浄液を噴射するノズル（噴射部）をアームの先端部に有するロボットが清掃対象を洗浄する洗浄装置が開示されている。
例えば、特許文献１には、洗浄液又は消毒液を噴射するノズルをアームの先端部に有するロボットが、バッテリ駆動で走行する車両本体に搭載された無人走行洗浄装置が開示されている。この無人走行洗浄装置は、遠隔操作されて畜舎を洗浄又は消毒する。

例えば、特許文献２に記載されたロボットは、アームの先端部に洗浄用ノズルとエアブロー用ノズルとを備え、切り換えにより洗浄液とエアをそれぞれ噴射可能に構成される。

特許第５３０３６７０号公報 実開昭６３－１０７７５８号公報

しかし、特許文献２に記載の洗浄装置を製造ラインの清掃に適用した場合、洗浄液のすすぎ作業及び水切り等の乾燥作業は作業者が手作業で行う必要がある。また、特許文献２に記載の洗浄装置を製造ラインの清掃に適用した場合、洗浄液を噴射する洗浄と、エアブローによる水切り等の乾燥作業は洗浄装置が行うので、洗浄液が水である場合、作業者の手作業の負担を大幅に軽減できる。しかし、製造ラインは、油汚れなどは水のみで洗浄するだけでは十分な洗浄効果が得られない。そのため、洗剤を含む洗浄液で洗浄する必要があるが、この場合、洗浄液のすすぎ作業は作業者が手作業で行う必要がある。このように従来の洗浄装置は、製造ラインの清掃に適用した場合、油汚れ等も十分落とせる高い洗浄効果と、洗剤を含む洗浄液を噴射して洗浄する場合でも作業者が手作業で行う作業負担の十分な軽減との両立が困難であるという課題がある。

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する製造ラインの洗浄装置は、製造ラインの洗浄装置であって、異なる種類の流体をそれぞれ噴射する複数の噴射部と、前記複数の噴射部を有するロボットアームと、前記ロボットアームを搭載する台車と、複数の前記噴射部及び前記ロボットアームを制御する制御部と、前記制御部が複数の前記噴射部及び前記ロボットアームを制御して清掃を行うときの制御内容をティーチングするティーチング部とを備え、複数の前記噴射部は、洗浄液を噴射する第１噴射部と、すすぎ液を噴射する第２噴射部とを含み、前記ティーチング部は、前記複数の噴射部のうち前記第１噴射部及び前記第２噴射部を含む二以上の噴射部を選択させる選択機能と、前記ロボットアームを動かすことで前記選択された噴射部を移動させた移動経路と、前記移動経路のうち当該噴射部が噴射を行う噴射区間と、前記噴射区間で噴射を行うときの噴射向きとを、選択された前記噴射部ごとに教え込むティーチング機能とを備える。

この構成によれば、製造ラインを清掃する場合、ティーチング部により、第１噴射部及び第２噴射部を含む二以上の噴射部の選択と、選択した噴射部の移動経路と噴射区間と噴射向きとを、選択した噴射部ごとに教え込むことができる。よって、製造ラインごとに適した噴射経路で洗浄液を噴射して洗浄できるうえ、洗浄後に洗浄液をすすぐことができる。したがって、製造ラインを清掃するときの人手による負担を軽減できるうえ、例えば水洗いに勝る高い清掃効果が得られる。よって、製造ラインを洗浄する際に、作業者の労力を軽減でき、かつ高い洗浄効果を得ることができる。

上記製造ラインの洗浄装置において、複数の前記噴射部は、前記第２噴射部がすすぎ液を噴射して行われるすすぎ動作の後、ガスを噴射して前記すすぎ液を乾燥させる第３噴射部を含み、前記ティーチング部は、前記第１噴射部、前記第２噴射部及び前記第３噴射部を含む三以上の噴射部が選択された場合、当該三以上の噴射部ごとに前記移動経路と前記噴射区間と前記噴射向きとを教え込んでもよい。

この構成によれば、洗浄液による洗浄と、洗浄後の洗浄液のすすぎと、すすぎ後のすすぎ液の乾燥とを行うことができる。洗浄経路とすすぎ経路と乾燥経路とを個別に教え込むことができるので、製造ラインの清掃効果を一層高めることができる。

上記製造ラインの洗浄装置において、複数の前記噴射部のうち少なくとも前記第１噴射部は、噴射形状を変更可能に構成され、前記ティーチング部は、少なくとも前記第１噴射部の前記噴射区間に対して選択された噴射形状を教え込んでもよい。

この構成によれば、少なくとも第１噴射部が噴射区間で洗浄液を噴射するときの噴射形状を選択して教え込むことができるので、製造ラインの洗浄効果を一層高めることができる。

上記製造ラインの洗浄装置において、前記洗浄装置は、人が手動で前記台車を移動させる協働ロボットであって、前記ティーチング部を用いて行うティーチング時とティーチングされた前記制御内容で清掃を行う清掃実施時とにおいて、前記協働ロボットを前記製造ラインに対して同じ清掃位置に位置決め可能な位置決め機構を備えてもよい。

この構成によれば、作業者は、ティーチング時と清掃実施時とで協働ロボットを同じ清掃位置に配置できる。例えば、ティーチング時と清掃実施時とで協働ロボットの配置位置がずれていると、洗浄液及びすすぎ液の噴射位置がティーチング時の位置からずれることが原因で、製造ラインの清掃効果が低下する。これに対して、位置決め機構によりティーチング時と清掃実施時とで協働ロボットを必要な位置精度で同じ清掃位置に配置できるので、製造ラインの清掃効果が高まる。

上記製造ラインの洗浄装置において、前記洗浄装置は、人が手動で前記台車を移動させる協働ロボットであって、前記ティーチング部は、選択された前記噴射部が前記噴射区間を移動するときの移動速度を設定する設定機能を備えてもよい。

この構成によれば、噴射部が噴射しながら噴射区間を移動するときの移動速度を設定できるので、噴射部の移動速度を清掃に適した値に設定することで、必要な清掃効果が得られる。また、ティーチング時に協働ロボットのロボットアームを手動で移動させても、清掃実施時に噴射部を噴射区間で適切な移動速度で移動させることができる。

上記課題を解決する製造ラインの洗浄方法は、製造ラインの洗浄方法であって、洗浄液を噴射する第１噴射部及びすすぎ液を噴射する第２噴射部を含む複数の噴射部を有するロボットアームを搭載する台車を、製造ラインに対する清掃位置に移動させた状態で、前記複数の噴射部のうち前記第１噴射部及び前記第２噴射部を含む二以上の噴射部を選択し、前記ロボットアームを動かすことで当該噴射部を移動させた移動経路と、前記移動経路のうち当該噴射部が噴射を行う噴射区間と、前記噴射区間で噴射を行うときの噴射向きとを、選択された前記噴射部ごとに教え込むティーチングステップと、前記二以上の噴射部及び前記ロボットアームを前記ティーチングステップで教え込んだ制御内容で制御することで前記製造ラインを清掃する清掃ステップとを含む。この方法によれば、上記製造ラインの洗浄装置と同様の効果が得られる。

本発明によれば、製造ラインを洗浄する際に、作業者の労力を軽減でき、かつ高い洗浄効果を得ることができる。

一実施形態における製造ラインと洗浄ロボットを示す模式平面図。 洗浄ヘッドを一部破断した洗浄ロボットを示す側面図。 洗浄ヘッドを一部破断した洗浄ロボットを示す平面図。 複数の噴射部にそれぞれ個別の流体を供給する配管構造を示す図。 洗浄ヘッドを示す正面図。 洗浄ロボットを位置決めするための位置決め機構を示す側面図。 洗浄ロボットの電気的構成を示すブロック図。 操作タブレットの設定画面を示す模式図。 ティーチング処理ルーチンを示すフローチャート。 清掃制御処理ルーチンを示すフローチャート。

以下、製造ラインの洗浄装置に係る一実施形態を、図面を参照して説明する。なお、図１において、洗浄装置２０の清掃対象である製造ライン１０が設置される床面ＦＰを規定する２つの方向をそれぞれＸ方向、Ｙ方向とし、Ｘ方向及びＹ方向と交差し重力方向と平行な方向を鉛直方向Ｚとする。本例では、製造ライン１０において製造過程の物品Ｗが搬送される搬送方向がＸ方向と平行である。そのため、物品Ｗが搬送される方向を搬送方向Ｘともいう。また、水平面において搬送方向Ｘと交差（例えば直交）する方向を幅方向Ｙという。

製造ライン１０は、例えば、食品、医薬品などの製品又は半製品を製造するラインである。物品Ｗは、原料、原料から製品までの間の半製品、半加工品、中間生成物、及び最終的に製造される製品などのうち少なくとも１つである。

製造ライン１０は、本体フレーム１１と、本体フレーム１１の上部に支持された搬送機構１２とを備える。搬送機構１２は、コンベヤ１３を備える。コンベヤ１３は、例えば、ベルトコンベヤ、メッシュコンベヤ、ローラーコンベヤなどである。搬送機構１２は、コンベヤ１３の他、コンベヤ１３が巻き掛けられた複数のローラ１４と、ローラ１４を駆動させるモータ等の駆動源１５とを備える。製造ライン１０は、コンベヤ１３に対してその搬送方向Ｘの上流側端部に、コンベヤ１３へ物品Ｗを供給する物品供給部１６を有する。物品供給部１６からコンベヤ１３へ供給された物品Ｗは、コンベヤ１３上を搬送方向Ｘに搬送される過程でその製造が進められる。

なお、図１に示す製造ライン１０は、搬送経路が真っ直ぐ延びるストレートコンベヤをコンベヤ１３として有する例であるが、搬送経路がカーブするカーブコンベヤをコンベヤ１３として有する構成であってもよい。

製造ライン１０は、１つの品番の製造途中あるいは１つの品番の製造終了時などを清掃時期として、定期または不定期に洗浄装置２０により清掃される。清掃時期は、例えば、１又は複数の製造ロットの終了毎、製造量の区切り毎、製造時間の区切り毎、作業者の作業時間終了時、作業者の交替時期などである。

本実施形態の洗浄装置２０は、作業者Ｐを補助する洗浄ロボット２１である。本例の洗浄ロボット２１は、作業者Ｐと共に清掃作業を行う協働ロボットである。作業者Ｐは、洗浄ロボット２１の協働のもと製造ライン１０の清掃を行う。

洗浄ロボット２１は、主にコンベヤ１３および本体フレーム１１のうちコンベヤ１３の周辺に位置する部分を洗浄する。つまり、洗浄ロボット２１は、製造ライン１０のうちコンベヤ１３の搬送面１３Ａとほぼ同じ高さに位置する上面部を清掃する。なお、洗浄ロボット２１の清掃対象は、製造ライン１０の上面部に限らず、上面部及び側面の一部であってもよい。

洗浄ロボット２１は走行式である。洗浄ロボット２１は、台車２２と、台車２２に搭載されたロボットアーム２３とを備える。台車２２は、作業者Ｐが手動で走行させる手動走行式である。本実施形態の洗浄ロボット２１は、協働ロボットであるので、安全柵がない状態で作業者Ｐが使用でき、作業者Ｐの清掃作業を補助する。

ロボットアーム２３は、その先端部に複数種の噴射部３０（図２参照）を有する洗浄ヘッド２４を備える。洗浄ロボット２１は、ロボットアーム２３を制御することで、噴射部３０を洗浄対象と所定の距離を隔てて対向する所定の洗浄経路に沿って移動させる。そして、洗浄ロボット２１は、洗浄経路の移動途中で噴射部３０から洗浄に必要な液体を含む流体を噴射させることで、製造ライン１０に対する清掃作業を行う。

洗浄ロボット２１は、作業者Ｐが制御内容（清掃作業内容）をティーチングできるティーチング機能を備える。ロボットアーム２３の作業範囲は、例えば、半径１～３メートルの範囲である。製造ライン１０における清掃対象範囲は、ロボットアーム２３の作業範囲よりも広い。このため、作業者Ｐは、洗浄ロボット２１の台車２２を手動で移動させながら、洗浄ロボット２１を製造ライン１０と対向する複数の清掃開始位置ＳＰに順番に移動させる。

図１に実線で示す洗浄ロボット２１は、１番目の清掃開始位置ＳＰにあり、図１に二点鎖線で示す洗浄ロボット２１は、２番目の清掃開始位置ＳＰにある。作業者Ｐは、洗浄ロボット２１を、１番目からＮ番目までの清掃開始位置ＳＰを順番に移動させ、各清掃開始位置ＳＰで洗浄ロボット２１に清掃作業を行わせる。なお、図１では、３番目以降の清掃開始位置ＳＰにあるときの洗浄ロボット２１は省略している。

作業者Ｐは、１番目からＮ番目までの清掃開始位置ＳＰごとに洗浄ロボット２１に個別のティーチングを行うか、又は１つの清掃開始位置ＳＰで洗浄ロボット２１に共通のティーチングを行う。前者は、清掃開始位置ＳＰごとに清掃内容が異なる場合であり、後者は、複数の清掃開始位置ＳＰ間で清掃内容が共通する場合である。通常は、清掃内容が共通する清掃開始位置ＳＰが複数あるので、作業者は、洗浄ロボット２１に対して１又はＮ未満の数の清掃開始位置ＳＰでティーチング作業を行う。

床面ＦＰには、洗浄ロボット２１を清掃開始位置ＳＰに位置決めするための位置決め部１８が設けられている。これは、洗浄ロボット２１にティーチング内容の清掃作業を行わせるとき、作業者は、ティーチング時と同じ清掃開始位置ＳＰに所定以上の位置精度で洗浄ロボット２１を配置する必要があるからである。洗浄ロボット２１がティーチング時の清掃開始位置ＳＰからずれた位置に配置された状態で、ティーチング内容の清掃作業を開始すると、噴射部３０の洗浄経路がティーチング時の洗浄経路からずれてしまい清掃効果が低下する可能性がある。このため、作業者Ｐは、位置決め部１８に対して洗浄ロボット２１を位置決めすることで、洗浄ロボット２１を清掃時とティーチング時とで同じ清掃開始位置ＳＰに配置する。

コンベヤ１３の種類や物品Ｗの種類などの違いによって、洗浄の難易が異なる。軽い汚れであれば、軽い洗浄でよいが、コンベヤ１３にゴミ、油、原料の一部、半加工品などの一部が、こびりついている場合は高い洗浄力が必要である。高い洗浄力を得るためには、洗浄経路、洗浄圧力、洗浄時間、洗浄方向などの洗浄ファクターを細かく設定することが望ましい。また、洗浄効果を高めるためには水よりも洗浄液を使用する方が好ましい。洗浄液を使用する場合、洗浄液をすすぐ必要がある。また、洗浄液やすすぎ液（リンス液）を使用して洗浄した場合、洗浄後の生産は、すすぎ液が乾いた後で再開される。そのため、生産の合間に洗浄する場合、洗浄時間を短く済ませるためには自然乾燥ではなく強制乾燥が必要である。これらを踏まえて、洗浄ロボット２１は、ロボットアーム２３が先端部に有する洗浄ヘッド２４から、洗浄液およびすすぎ液を含む２種類の液体を噴射することで洗浄効果を高め、空気を噴射することですすぎ液の乾燥時間を短くする。

＜洗浄ロボットの構成＞
図２、図３に示すように、洗浄ロボット２１は、異なる種類の流体をそれぞれ噴射する複数の噴射部３０と、複数の噴射部３０を有するロボットアーム２３と、ロボットアーム２３を搭載する台車２２とを備える。

ロボットアーム２３は、台車２２の上面に設置された台部２５に対して鉛直軸を中心に回転可能な回転部２６と、回転部２６に支持された多関節式のアーム２７と、アーム２７の先端部に装着された洗浄ヘッド２４とを備える。

ロボットアーム２３は、台部２５の側部に配設された駆動源２８の動力により、回転部２６が軸回転する。また、アーム２７は、角度変更可能に連結された複数のアーム部２７Ａ～２７Ｃを有する。駆動源２８は、例えば、電動モータ又は電動シリンダ等である。複数のアーム部２７Ａ～２７Ｃは、駆動源２８が駆動されることにより不図示のリンク機構を介して角度調整される。洗浄ヘッド２４は、アーム２７の先端部に対して、例えばユニバーサルジョイント等の自由継手（図示略）を介して姿勢変更可能な状態で連結されている。すなわち、ロボットアーム２３の先端部には、軸回転可能かつ姿勢角変更可能な状態で、洗浄ヘッド２４が支持されている。洗浄ヘッド２４は、前述した複数種の噴射部３０を有している。

図２に示すように、洗浄ロボット２１の台車２２は、その下部に車輪４０（キャスタ）とレベルボルト４１Ａ，４１Ｂとを備える。車輪４０は、例えば前後左右に４つ設けられている。レベルボルト４１Ａ，４１Ｂのうち例えば前側の２つのレベルボルト４１Ａは、位置決め機能を有する（図６参照）。

図２に示すように、レベルボルト４１Ａ，４１Ｂは、作業者により操作されるレバー４２を有する。レベルボルト４１Ｂは、レバー４２の操作により車輪４０を床面ＦＰに接地させた接地位置と、車輪４０を床面ＦＰから離間させるとともに固定部４３が床面ＦＰに接地する固定位置とに動作する。なお、位置決め機能付きのレベルボルト４１Ａは、固定部４３に替えて位置決めロッド４４を有する。レベルボルト４１Ａは、床面ＦＰに固定された位置決め部１８に対して位置決めロッド４４が係合することで、洗浄ロボット２１を清掃開始位置ＳＰに位置決めする位置決め機構４５を構成する。なお、位置決め機構４５の詳細については後述する。

洗浄ロボット２１は、複数の噴射部３０及びロボットアーム２３を制御するコントローラ５０を備える。台車２２は、箱型の筐体２２Ａを有する。筐体２２Ａ内には制御ボックス５１が収容されている。コントローラ５０は、例えば、電源回路等と共に制御ボックス５１内に収容されている。

複数の噴射部３０は、洗浄液を噴射する第１噴射部３１と、すすぎ液（リンス液）を噴射する第２噴射部３２とを含む。本実施形態では、複数の噴射部３０は、第２噴射部３２が噴射したすすぎ液の乾燥を促進するガスを噴射する第３噴射部３３を含む。

ここで、第１噴射部３１は、第１管路３４と接続されている。第２噴射部３２は、第２管路３５と接続されている。第３噴射部３３は、第３管路３６と接続されている。第１管路３４、第２管路３５及び第３管路３６はアーム２７に沿って配管されることで台車２２の筐体２２Ａ内に引き回されている。筐体２２Ａ内には、第１管路３４の途中に介在する第１電磁弁６１と、第２管路３５の途中に介在する第２電磁弁６２と、第３管路３６の途中に介在する第３電磁弁６３とが配置されている。

図３に示すように、台車２２の筐体２２Ａの側面から延出した支持部２２Ｂにはタンク６０が支持されている。タンク６０には洗浄液が貯留されている。タンク６０から延出した管路６４の先端部は被接続部６５となっている。この被接続部６５には、エアホース７７の接続部７７Ａが接続される。接続部７７Ａと被接続部６５とが接続されることで、エアホース７７からの空気圧がタンク６０に供給される。管路６４の途中に設けられた加圧弁６６はタンク６０内の空気圧が所定圧に達すると閉弁する。このため、タンク６０内は所定圧力に保たれる。管路６４において加圧弁６６よりもタンク６０側の分岐部６７からは管路６８が分岐して延出している。また、タンク６０からは洗浄液を供給する管路６９が延出している。

図３に示すように、台車２２は、筐体２２Ａの側面に、複数の配管接続部７１～７６を有する。複数の配管接続部７１～７６は、３つの入口用の配管接続部７１～７３と、３つの出口用の配管接続部７４～７６とを含む。入口用の配管接続部７１には洗浄液を供給する管路６９が接続されている。入口用の配管接続部７２には、水供給用ホース７８の接続部７８Ａが接続される。さらに、入口用の配管接続部７３には、空気供給用の管路６８の一端部が接続されている。

第１噴射部３１と接続された管路３４は、出口用の配管接続部７４と接続されている。この出口用の配管接続部７４は、入口用の配管接続部７１と洗浄液の流動が可能に接続されている。

第２噴射部３２と接続された管路３５は、出口用の配管接続部７５と接続されている。この出口用の配管接続部７５は、入口用の配管接続部７２とすすぎ液の流動が可能に接続されている。

第３噴射部３３と接続された管路３６は、出口用の配管接続部７６と接続されている。この出口用の配管接続部７６は、入口用の配管接続部７３と空気の流動が可能に接続されている。

台車２２内に収容されている制御ボックス５１は、コントローラ５０を有する。台車２２の筐体２２Ａの上面には、作業者Ｐが洗浄ロボット２１に対してティーチングを行うときに、そのティーチング内容が紐付けされる登録番号を入力（選択）するために操作されるティーチング操作部５２（以下、単に「操作部５２」ともいう。）が設けられている。操作部５２は、複数の登録番号を入力可能である。操作部５２は、例えば、「０」から「９９」までの登録番号を選択可能である。また、台車２２の筐体２２Ａの後面には、作業者Ｐが台車２２を移動させるときに把持可能な複数のグリップ部２２Ｃが設けられている。なお、操作部５２で選択可能な登録番号の数は適宜変更できる。

第１噴射部３１が噴射する洗浄液は、水と洗剤とを含む。洗剤は、水と洗剤液とを混合したものでもよいし、水に洗剤粉末を溶解させたものでもよい。このように第１噴射部３１が洗剤成分を含む洗浄液を噴射することで、水単体を噴射する場合に比べ洗浄の効果を高めている。

製造ライン１０が食品製造ラインである場合、コンベヤ１３及びその搬送面１３Ａの周辺のフレーム部には、肉や魚の油脂や植物油などの油、果汁や野菜の色素、原料粉末や香味粉末などの粉末、これらの粉末と水を含む調味液等の液体とが混合された粘着物などが付着する。これらの油脂や色素などは水だけでは落ちにくいため、洗浄液を噴射することで油や色素などを洗浄成分で分解することで洗い落とす。また、コンベヤ１３及びフレーム部にこびり付いた粘着物は、第１噴射部３１の噴射圧で洗い落とす。

製造ライン１０が医薬品などの医療用品の製造ラインである場合、コンベヤ１３及びフレーム部に、薬液や薬品の色素、油脂などが付着する場合がある。これらの薬液、色素や油脂などは、水だけでは落ちにくいため、第１噴射部３１から洗浄液を噴射してその洗浄成分で分解することで洗い落とす。

第２噴射部３２が噴射するすすぎ液は、水を含む。すすぎ液に含まれる水は、室温以下の温度である水に限らず、湯であってもよい。本例のすすぎ液は、水又は湯である。第１噴射部３１で洗浄液を噴射して行われる洗浄の後、洗浄箇所に残る洗浄液を除去するためにすすぎ液が噴射される。そのため、すすぎ液は、洗浄液中の洗剤成分を除去できる液体であればよい。水と同等又はそれ以上に気化し易い液体と水との混合液であってもよい。すすぎ液は、例えば、水とエチルアルコールとの混合液でもよい。例えば、すすぎ液が、水よりも気化し易い液体と水との混合液である場合、すすぎ動作後におけるすすぎ液の乾燥が促進され易い。

第３噴射部３３は、第２噴射部３２がすすぎ液を噴射して行われるすすぎ動作の後、ガスを噴射してすすぎ液を乾燥させる機能を有する。ガスは、例えば空気である。本例の第３噴射部３３は、空気を噴射することですすぎ液を乾燥させる。すなわち、第３噴射部３３は、すすぎ液で洗浄液をすすぐすすぎ動作が行われた箇所に空気を噴射することで、その空気流（空気の噴流）によって洗浄箇所に残るすすぎ液を除去及び乾燥させる。なお、ガスは、空気以外でもよく、例えば、窒素、酸素、二酸化炭素などであってもよい。ガスは、単体のガスでもよいし、混合ガスでもよい。

また、洗浄ロボット２１は、制御部８１が複数の噴射部３０及びロボットアーム２３を制御して清掃を行うときの制御内容をティーチングするティーチング部８２を備える。
＜複数の噴射部および流体供給回路＞
次に、図４を参照して複数の噴射部３０に液体を含む流体を供給する流体供給回路について説明する。図４に示すように、タンク６０には、洗浄液ＷＬが貯留されている。管路６４からタンク６０内に供給された空気圧ＡＰによりタンク６０の洗浄液ＷＬは加圧されている。タンク６０内は、加圧弁６６により所定の設定圧に加圧されている。タンク６０内の洗浄液ＷＬに挿入された管路６９は、入口用の配管接続部７１に接続されている。この入口用の配管接続部７１は管路３７を通じて出力用の配管接続部７４に接続されている。管路３７の途中には第１電磁弁６１が設けられている。出力用の配管接続部７４は、管路３４を通じて洗浄液ノズルである第１噴射部３１に接続されている。

また、水供給用ホース７８の接続部７８Ａは、入口用の配管接続部７２に接続されている。この入口用の配管接続部７２は管路３８を通じて出力用の配管接続部７５に接続されている。管路３８の途中には第２電磁弁６２が設けられている。出力用の配管接続部７５は、管路３５を通じてすすぎ液ノズルである第２噴射部３２に接続されている。第２電磁弁６２と第２噴射部３２との間における管路３５，３８の途中には手動式開閉弁７９が設けられている。

また、管路６４から分岐した管路６８は、入口用の配管接続部７３に接続されている。この入口用の配管接続部７３は管路３９を通じて出力用の配管接続部７６に接続されている。管路３９の途中には第３電磁弁６３が設けられている。出力用の配管接続部７６は、管路３６を通じてエアブローノズルである第３噴射部３３に接続されている。なお、第１電磁弁６１と第１噴射部３１との間における管路３４，３７の途中に手動式開閉弁（図示略）が設けられてもよい。第３電磁弁６３と第３噴射部３３との間における管路３６，３９の途中に手動式開閉弁（図示略）が設けられてもよい。

図４に示す３つの電磁弁６１～６３は、コントローラ５０（図３参照）により制御される。第１電磁弁６１が開弁すると、タンク６０内からの加圧された洗浄液ＷＬが第１噴射部３１から噴射される。第２電磁弁６２が開弁すると、第２噴射部３２からすすぎ液が噴射される。さらに、手動式開閉弁７９が開弁する状態で、第３電磁弁６３が開弁すると、第３噴射部３３からエアブロー用の空気が噴射される。

噴射部３１～３３は、複数種の噴射パターンのうち１つを選択可能に交換可能な構成としてもよい。噴射パターンとしては、縦長型、丸型、直噴型の各噴射パターンなどが挙げられる。第１噴射部３１は、噴射パターンの異なるノズルよりなる他の第１噴射部３１と交換可能である。噴射パターンの異なる複数種の第１噴射部３１のうち１つが洗浄ヘッド２４に装着される。また、第２噴射部３２は、噴射パターンの異なるノズルよりなる他の第２噴射部３２と交換可能である。噴射パターンの異なる複数種の第２噴射部３２のうち１つが洗浄ヘッド２４に装着される。さらに、第３噴射部３３は、噴射パターンの異なるノズルよりなる他の第３噴射部３３と交換可能である。噴射パターンの異なる複数種の第３噴射部３３のうち１つが洗浄ヘッド２４に装着される。

３つの噴射部３１～３３は、交換作業を行うハンドをアームの先端部に有するロボットよりなる自動交換装置によって、自動で交換される構成でもよい。また、噴射パターンの異なる複数の第１噴射部３１と、複数の第１噴射部３１のうち洗浄液ＷＬを噴射する１つを選択可能に切り換える切換機構（図示略）とが洗浄ヘッド２４に組み付けられた構成とすることもできる。この場合、コントローラ５０が切換機構を制御することで、作業者Ｐが操作タブレット２９の操作でコントローラ５０に対して指定した噴射パターンに対応する第１噴射部３１が洗浄液ＷＬを噴射する１つとして選択される。

図５に示すように、洗浄ヘッド２４を正面から見た場合、３つの噴射部３１～３３は、洗浄ヘッド２４の中心軸の周りに所定の角度間隔（例えば１２０度の等間隔）を隔てた３つの位置に配置されている。また、洗浄ヘッド２４には、図５に示す正面から見て、３つの噴射部３１～３３の位置と異なる位置で所定の角度間隔を隔てた３つの位置にグリップ２４Ａが取り付けられている。作業者Ｐは、ティーチング時にグリップ２４Ａを握って洗浄ヘッド２４を手動で移動させることで、噴射部３１～３３の噴射開始位置および噴射終了位置をそれぞれ個別に洗浄ロボット２１に教え込む。

＜位置決め機構＞
次に、図６を参照して位置決め機構４５について説明する。本実施形態の洗浄ロボット２１は、ティーチング時とティーチング内容で清掃を実施する清掃実施時とにおいて、洗浄ロボット２１を製造ライン１０に対して同じ清掃開始位置ＳＰに位置決め可能な位置決め機構４５を備える。

図６に示すように、位置決め機能付きのレベルボルト４１Ａである位置決め機構４５は、レバー４２と、レバー４２の操作により動作するトグル機構４６と、トグル機構４６を介して鉛直方向Ｚに昇降する位置決めロッド４４とを有する。床面ＦＰには、洗浄ロボット２１を清掃開始位置ＳＰに位置決めするための位置決め部１８（図１も参照）が固定されている。位置決め部１８は、凹部１８Ａを有する。作業者Ｐは、洗浄ロボット２１を清掃開始位置ＳＰに配置する際、位置決め機構４５の位置決めロッド４４と凹部１８Ａとが鉛直方向Ｚに対向する位置に洗浄ロボット２１を位置決めする。この位置決め状態の下で作業者Ｐはレバー４２を走行可能位置から固定位置へ操作する。このレバー４２の操作によりトグル機構４６を介して位置決めロッド４４が、位置決め部１８の凹部１８Ａに挿入される位置まで下降する。この位置決めロッド４４と凹部１８Ａとの係合により、洗浄ロボット２１は清掃開始位置ＳＰに位置決めされる。

位置決め機構４５は、図６における紙面と直交する方向に２つ（図６では一方のみ図示）設けられている。床面ＦＰに固定された位置決め部１８には、一方の位置決め機構４５の位置決めロッド４４が挿入される丸穴よりなる凹部１８Ａと、他方の位置決め機構４５の位置決めロッド４４が挿入される長孔よりなる凹部１８Ａとが形成されている。これにより、２つの位置決め機構４５が並ぶ方向において２つの位置決めロッド４４の位置がばらついていても、２つの位置決めロッド４４が共に２つの凹部１８Ａに挿入されることで、洗浄ロボット２１を清掃開始位置ＳＰに確実に位置決めできる。

なお、位置決めロッド４４と凹部１８Ａとの位置がずれていると、レバー４２を走行可能位置から固定位置へ操作する途中でそれ以上の操作ができなくなる。これにより、作業者Ｐは、洗浄ロボット２１の位置が清掃開始位置ＳＰからずれていることを把握できる。そのため、作業者Ｐは、洗浄ロボット２１の位置をずらすことで洗浄ロボット２１を正しい清掃開始位置ＳＰに位置決めし直すことができる。

＜物品移載装置の電気的構成＞
次に、図７を参照して、洗浄ロボット２１の電気的構成を説明する。図７に示すように、洗浄ロボット２１は、洗浄ロボット２１を統括的に制御するコントローラ５０を備える。コントローラ５０は、コンピュータ８０（マイクロプロセッサ）を内蔵している。コンピュータ８０は、制御部８１とティーチング部８２と記憶部８３とを備える。コントローラ５０は、例えば、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）により構成される。プログラマブルコントローラは、マイクロプロセッサにより構成されるコンピュータ８０を有する。

図７に示すように、コントローラ５０には、入力系として、作業者Ｐにより操作される操作タブレット２９と、台車２２に設けられたティーチング操作部５２とが電気的に接続されている。また、コントローラ５０には、出力系として、ロボットアーム２３、第１電磁弁６１、第２電磁弁６２、第３電磁弁６３及び加圧弁６６が電気的に接続されている。

操作タブレット２９は、表示部２９Ａと入力部２９Ｂとを備える。操作タブレット２９は、コントローラ５０と無線による通信が可能である。
操作タブレット２９とティーチング操作部５２のうち少なくとも一方がティーチング時に使用される。作業者Ｐは操作タブレット２９の入力部２９Ｂの操作によって、洗浄ロボット２１に対してティーチングを行う。このとき、ティーチング操作部５２で登録番号を選択する。ティーチング部８２は、作業者Ｐが清掃開始位置ＳＰに洗浄ロボット２１を配置した状態で、ロボットアーム２３を手動で動かして行うティーチング内容（制御内容）を登録番号ごとに登録する。ティーチング部８２は、ティーチング内容を、登録番号と紐付けされた教示データＴＤとして記憶部８３に記憶する。

記憶部８３には、プログラムＰＲ及び前述の教示データＴＤが記憶されている。プログラムＰＲは、例えば、図９にフローチャートで示されるティーチング処理ルーチンのプログラムと、図１０にフローチャートで示される清掃制御処理ルーチンのプログラムとを含む。

制御部８１は、コンピュータ８０が清掃制御用のプログラムを教示データＴＤに従って実行することにより、洗浄ロボット２１に登録番号ごとの清掃作業を行わせる。
ティーチング部８２は、複数の噴射部３０のうち第１噴射部３１及び第２噴射部３２を含む二以上の噴射部３０を選択させる選択機能と、ティーチング機能とを備える。ティーチング機能は、ティーチングモードでロボットアーム２３を動かすことで、選択された噴射部３０を移動させた移動経路（噴射区間）と、その移動経路で噴射させる噴射部３０と、噴射を行うときの噴射向きとを、選択された噴射部ごとに教え込む機能である。

なお、図７に示すように、洗浄ロボット２１は、台車２２を電動で走行させる駆動源として走行モータ５５を備えてもよい。この場合、ユーザーが、リモコン操作で台車２２を走行させる構成でもよいし、操作タブレット２９の操作で台車２２を走行させる構成でもよい。台車２２が操舵機構を有し、ユーザーが遠隔操作で操舵機構を制御することにより、台車２２を操舵できる構成でもよい。また、床面ＦＰに誘導線を敷設し、台車２２がセンサで誘導線を検知しながら誘導線に沿って移動する構成でもよい。この構成の場合、誘導線上の所定位置（清掃開始位置）に位置決めマークを配置し、センサで位置決めマークを検知すると、台車２２を停止させる構成とする場合は、位置決め部１８及び位置決め機構４５を廃止してもよい。

＜ティーチング設定画面＞
次に、図８を参照して作業者Ｐがティーチングを行うときに使用する操作タブレット２９の表示部２９Ａに表示されるティーチング設定画面８５（以下、単に「設定画面８５ともいう。」）について説明する。

図８に示すように、設定画面８５には、作業者Ｐがティーチング操作部５２を操作して選択した番号である登録番号（図８の例では「１１」）が表示される。また、設定画面８５には、噴射開始位置を設定するときに操作される設定ボタン８６、噴射終了位置を設定するときに操作される設定ボタン８７がある。

作業者Ｐがグリップ２４Ａを握って洗浄ヘッド２４を噴射開始位置まで手動で動かすと、ロボットアーム２３のセンサ（図示略）がそのときの洗浄ヘッド２４の位置座標と姿勢角を検出する。作業者Ｐが設定画面８５で設定ボタン８６を操作すると、そのときの洗浄ヘッド２４の位置座標および姿勢角の情報が噴射開始位置として設定される。また、作業者Ｐがグリップ２４Ａを握って洗浄ヘッド２４を噴射終了位置まで手動で動かすと、ロボットアーム２３のセンサがそのときの洗浄ヘッド２４の位置座標と姿勢角を検出する。作業者Ｐが設定画面８５で設定ボタン８７を操作すると、そのときの洗浄ヘッド２４の位置座標および姿勢角の情報が噴射終了位置として設定される。

また、ティーチング部８２は、選択された噴射部３０が噴射区間を移動するときの移動速度を設定する設定機能を備える。設定画面８５には、選択された噴射部３０が噴射開始位置から噴射終了位置まで移送するときの移動速度を設定する選択ボタン又は操作可能なスライダー（いずれも図示略）を備える。選択ボタンでは、予め用意された複数の移動速度のうちから１つを選択可能である。スライダーは速度目盛りに沿ってスライド操作可能であり、スライダーをスライド操作した位置の目盛りで示される移動速度を設定可能である。

また、設定画面８５には、ティーチング対象の噴射部３０を選択するときに操作される３つのボタン９１がある。すなわち、「噴射部選択」項目の選択肢として、第１噴射部３１を選択するときに操作されるボタン９１と、第２噴射部３２を選択するときに操作されるボタン９２と、第３噴射部３３を選択するときに操作されるボタン９３とがある。

また、設定画面８５には、「噴射パターン選択」項目に３つのボタン９４～９６がある。「噴射パターン選択」項目では、３つのボタン９４～９６のうち１つを選択することで、「噴射部選択」項目で選択した１つの噴射部３０が噴射するときの噴射パターンを選択する。すなわち、「噴射パターン選択」項目の選択肢として、第１噴射パターンを選択するときに操作されるボタン９４と、第２噴射パターンを選択するときに操作されるボタン９５と、第３噴射パターンを選択するときに操作されるボタン９６とがある。ここで、噴射パターンとは、噴射部３０から噴射されるときのスプレー形状のパターンを指す。

本実施形態では、第１～第３噴射部３１～３３は、それぞれ噴射パターンの異なるものが複数（例えば３つ）ずつ用意されている。第１～第３噴射パターンは、例えば、縦型の噴射パターン、丸型の噴射パターン、直噴型の噴射パターンである。

本実施形態では、複数の噴射部３１～３３のうち少なくとも第１噴射部３１は、噴射パターン（噴射形状）を変更可能に構成される。ティーチング部８２は、少なくとも第１噴射部３１の噴射区間に対して選択された噴射パターンを教え込む。

第１～第３噴射部３１～３３は、それぞれ噴射パターンの異なるものが複数ずつ用意されたうち、指定された噴射パターンで噴射可能な１つがそれぞれ選択される。自動交換装置または切換機構を備える構成では、コントローラ５０（又は制御部８１）が、教示データＴＤに基づいて、第１～第３噴射部３１～３３ごとに、それぞれ複数ずつ用意されたうち、選択された噴射パターンに対応する１つの噴射部にそれぞれ切り換える。

また、図８に示す設定画面８５には、設定内容を確定するときに操作されるＯＫボタン９７と、設定内容をキャンセルするときに操作されるキャンセルボタン９８とがある。ティーチング部８２は、ＯＫボタン９７の操作を受け付けると、設定画面８５の設定内容に基づいて教示データＴＤを作成する。教示データＴＤには、設定画面８５で、選択された噴射部、選択された噴射パターン、噴射開始位置および噴射終了位置に関する複数の情報が含まれる。

＜実施形態の作用＞
次に、図１～図１０を参照して洗浄ロボット２１の作用を説明する。
まず、作業者Ｐは、洗浄ロボット２１に対して清掃内容を教え込むティーチングを行う。作業者Ｐは、グリップ部２２Ｃを握って台車２２を移動させることで、洗浄ロボット２１を清掃開始位置ＳＰに配置する。位置決め機構４５の位置決めロッド４４と位置決め部１８の凹部１８Ａとが対向する位置に台車２２を配置することで、洗浄ロボット２１は作業開始位置に配置される。車輪４０が床面ＦＰに接地しているとき、レバー４２は斜めに上昇している。作業者Ｐは、洗浄ロボット２１を清掃開始位置ＳＰに配置すると、レバー４２を押し下げる。レバー４２が押し下げられることで、トグル機構４６を介して車輪４０が上昇しかつ位置決めロッド４４が下降する。位置決めロッド４４が位置決め部１８の凹部１８Ａに挿入されることで、洗浄ロボット２１は図１に示す清掃開始位置ＳＰに位置決めされる。なお、洗浄ロボット２１が清掃開始位置ＳＰからずれていると、レバー４２を押し下げようとしても位置決めロッド４４が位置決め部１８の凹部１８Ａ以外の部分に当たるため、レバー４２をそれ以上押し下げ切ることができない。これにより、洗浄ロボット２１が清掃開始位置ＳＰからずれていることを作業者Ｐは把握できる。この場合、作業者Ｐは、洗浄ロボット２１をずらして清掃開始位置ＳＰへの位置決めをやり直す。

以下、コンピュータ８０のティーチング部８２が実行するティーチング処理について、図９にフローチャートを参照して説明する。
作業者Ｐは、台車２２の上部に設けられた操作部５２を操作して番号を選択する。選択した番号がこれから教示する教示内容の登録番号として設定される。

洗浄ロボット２１に対するティーチング作業では、噴射開始位置及び噴射終了位置を指定するとともに、噴射部及び噴射パターンを選択する。これらの設定内容を作業者Ｐは、操作タブレット２９の表示部２９Ａに表示された図８に示す設定画面８５上で、噴射開始位置、噴射終了位置、噴射部選択、及び噴射パターン選択を行う。作業者Ｐは、洗浄ヘッド２４のグリップ２４Ａを握り、洗浄ヘッド２４を所望の位置へ移動させることで、ロボットアーム２３を手動で動かして噴射部の移動経路を教え込む。

作業者Ｐは、操作タブレット２９の入力部２９Ｂを操作してティーチングに必要な設定情報を入力する。作業者Ｐが入力した設定情報を受け付けたコンピュータ８０のティーチング部８２は、作業者Ｐが移動させる洗浄ヘッド２４の位置情報と設定情報とに基づいて教示データＴＤを生成するティーチング処理を行う。

ステップＳ１１において、コンピュータ８０は、番号を登録する。すなわち、コンピュータ８０は、作業者Ｐが台車２２のティーチング操作部５２を操作することで選択した番号を受け付けると、その受け付けた番号を登録番号として登録する。

次のステップＳ１２において、コンピュータ８０は、噴射開始位置を選択する。まず、作業者Ｐは、グリップ２４Ａを握って洗浄ヘッド２４を噴射部３０（例えば第１噴射部３１）の噴射開始位置に移動させる。この状態で、作業者Ｐは操作タブレット２９の設定画面８５において噴射開始位置に対応する設定ボタン８６を操作することで、現在の洗浄ヘッド２４の位置座標および姿勢角を、噴射開始位置として設定する。

ステップＳ１３において、コンピュータ８０は、噴射部を選択する。作業者Ｐは操作タブレット２９の設定画面８５における「噴射部選択」で「第１噴射部」のボタン９１を選択する。

ステップＳ１４において、コンピュータ８０は、噴射パターンを選択する。作業者Ｐは操作タブレット２９の設定画面８５における「噴射パターン選択」で「第１噴射パターン」のボタン９４を選択する。

ステップＳ１５において、コンピュータ８０は、噴射終了位置を選択する。作業者Ｐは、グリップ２４Ａを握って洗浄ヘッド２４を噴射部３０（例えば第１噴射部３１）の噴射終了位置に移動させる。この状態で、作業者Ｐは、操作タブレット２９の設定画面８５において噴射終了位置に対応する設定ボタン８７を操作することで、現在の洗浄ヘッド２４の位置座標および姿勢角を、噴射終了位置として設定する。

ステップＳ１６において、コンピュータ８０は、ティーチング終了であるか否かを判断する。作業者Ｐが操作タブレット２９の設定画面８５において設定を「ＯＫ」とするＯＫボタン９７を操作すると、コンピュータ８０は、設定画面８５における設定内容に基づいて教示データＴＤを作成する。この教示データＴＤには、噴射開始位置（位置座標および姿勢角）、噴射終了位置、選択された「第１噴射部」の情報、選択された「第１噴射パターン」の情報が含まれる。この教示データＴＤは、登録番号と紐付けされて記憶部８３に記憶される。こうして作業者Ｐは、第１噴射部３１が洗浄液ＷＬを噴射して行われる洗浄動作を洗浄ロボット２１に教え込む。まだ、すすぎ動作と乾燥動作のティーチングが残っているので、ティーチングは終了ではない。コンピュータ８０は、ティーチングが終了でないと判断すれば、ステップＳ１１に戻る。

次に、作業者Ｐは、洗浄動作後のすすぎ動作のティーチングを行う。このすすぎ動作のティーチングについても、作業者Ｐは洗浄動作のティーチングと同様の操作を行う。作業者Ｐはティーチング操作部５２を操作して別の番号を登録する。さらに、作業者Ｐは、グリップ２４Ａを握って第２噴射部３２の噴射開始位置および噴射終了位置に洗浄ヘッド２４を順次移動させるとともに、操作タブレット２９を用いた設定操作ですすぎ動作のティーチングを行う。このとき、コンピュータ８０は、図９に示すティーチング処理ルーチンを同様に実行する。

このすすぎ動作のティーチングにより、噴射開始位置の選択（ステップＳ１２）、第２噴射部３２の選択（ステップＳ１３）、噴射パターンの選択（ステップＳ１４）および噴射終了位置の選択（ステップＳ１５）が行われる。噴射開始位置と噴射終了位置は、洗浄ヘッド２４の位置座標および姿勢角を含む。

作業者Ｐが操作タブレット２９の設定画面８５においてＯＫボタン９７を操作すると、コンピュータ８０は設定画面８５における設定内容に基づいて教示データＴＤを作成する。この教示データＴＤは、登録番号と紐付けされて記憶部８３に記憶される。こうして作業者Ｐは、第２噴射部３２がすすぎ液を噴射して行われるすすぎ動作を洗浄ロボット２１に教え込む。まだ、乾燥動作のティーチングが残っているので、ティーチング終了ではない（ステップＳ１６で否定判定）。

次に、作業者Ｐは、すすぎ動作後の乾燥動作（水切り動作）のティーチングを行う。この乾燥動作のティーチングについても、作業者Ｐは洗浄動作のティーチングと同様の操作を行う。作業者Ｐはティーチング操作部５２を操作して別の番号を登録する。さらに、作業者Ｐは、グリップ２４Ａを握って第３噴射部３３の噴射開始位置および噴射終了位置に洗浄ヘッド２４を順次移動させるとともに、操作タブレット２９を用いた設定操作で乾燥動作のティーチングを行う。コンピュータ８０は、図９に示すティーチング処理ルーチンを同様に実行する。

この乾燥動作のティーチングにより、噴射開始位置の選択（ステップＳ１２）、第３噴射部３３の選択（ステップＳ１３）、噴射パターンの選択（ステップＳ１４）および噴射終了位置の選択（ステップＳ１５）が行われる。噴射開始位置と噴射終了位置は、洗浄ヘッド２４の位置座標および姿勢角を含む。

作業者Ｐが操作タブレット２９の設定画面８５においてＯＫボタン９７を操作すると、コンピュータ８０は設定画面８５における設定内容に基づいて教示データＴＤを作成する。この教示データＴＤは、登録番号と紐付けされて記憶部８３に記憶される。こうして作業者Ｐは、第３噴射部３３が空気を噴射して行われる乾燥動作を洗浄ロボット２１に教え込む。コンピュータ８０は、操作タブレット２９から作業者Ｐによるティーチング終了の操作を受け付けると、ティーチング終了と判断し（ステップＳ１６で肯定判定）、当該ティーチング処理ルーチンを終了する。

本実施形態では、ティーチング部８２によるティーチング機能は、作業者Ｐがロボットアーム２３を動かすことで、選択された噴射部３０を移動させた移動経路と、移動経路のうち噴射部３０が噴射を行う噴射区間と、噴射区間で噴射を行うときの噴射向きとを、選択された噴射部ごとに教え込む。本実施形態では、噴射開始位置から噴射終了位置までが移動経路となる。また、噴射開始位置から噴射終了位置までが噴射区間となる。つまり、本実施形態では、移動経路と噴射区間とは、それぞれの始点と終点が同じである。なお、移動経路の範囲のうちの一部が噴射区間であってもよい。この場合、設定画面８５に、噴射部３０の移動開始位置と移動終了位置とを設定できる構成としてもよい。

また、噴射区間で噴射を行うときの噴射向きは、作業者Ｐがグリップ２４Ａを握って洗浄ヘッド２４を噴射開始位置または噴射終了位置に移動させたときの洗浄ヘッド２４の姿勢角の情報が、噴射部３０の所望の噴射向きとして設定される。詳しくは、ロボットアーム２３は各アーム部２７Ａ～２７Ｃの角度および洗浄ヘッド２４の姿勢角を検出可能な複数のセンサ（図示略）を備える。作業者Ｐがティーチング時に調整した洗浄ヘッド２４の位置座標および姿勢角は、ロボットアーム２３のセンサにより検出される。コンピュータ８０は、センサが検出した洗浄ヘッド２４の位置座標および姿勢角を、噴射開始位置および噴射終了位置の各情報とする。なお、位置座標は、ロボットアーム２３の基準位置を原点とする座標系の座標値である。

こうして１つの登録番号について１つのティーチング内容（清掃内容）が登録される。１台の製造ライン１０の清掃に複数の清掃作業を登録する場合、番号と紐付けて複数の教示データＴＤを登録する。本実施形態では、通常、洗浄、すすぎ、乾燥の３種類の清掃が行われる。そのため、コンピュータ８０は、ステップＳ１１～Ｓ１６の処理を、清掃の種類に等しい数だけ繰り返し実行する。なお、本実施形態では、図９におけるステップＳ１１～Ｓ１６の処理が、ティーチングステップの一例に相当する。

その後、作業者Ｐは、洗浄ロボット２１を用いて製造ライン１０の清掃作業を行う。作業者Ｐは、清掃作業を行うときは、ティーチング時に登録した登録番号を指定する。本実施形態では、ティーチング時に登録した３つの登録番号を指定する。作業者Ｐは複数の登録番号を指定するときは、制御部８１が登録番号に紐付けされた教示データＴＤに基づき清掃動作を実行する順番を指定する。コンピュータ８０は、教示データＴＤを参照しつつプログラムＰＲを実行することで、ティーチングされた清掃内容で製造ライン１０を清掃する。

以下、コンピュータ８０の制御部８１が実行する清掃制御処理について説明する。
ステップＳ２１において、コンピュータ８０は、登録番号が選択されたか否かを判断する。登録番号が選択されていない場合はこの判断を所定時間間隔毎に繰り返し、登録番号が選択されたと判断すればステップＳ２２に進む。

ステップＳ２２において、コンピュータ８０は、登録番号に対応する教示データＴＤを記憶部８３から読み出す。コンピュータ８０は、まず、記憶部８３から指定の順番において最初に読み出すべき登録番号に紐付けられた教示データＴＤを読み出す。

ステップＳ２３において、コンピュータ８０は、ロボットアーム２３を教示データＴＤに基づく噴射開始位置へ移動させる。
ステップＳ２４において、コンピュータ８０は、教示データＴＤに基づき噴射部を決定する。例えば、洗浄、すすぎ、乾燥（水切り）の順番で製造ライン１０を清掃する場合、最初の教示データＴＤから、噴射部としてまず第１噴射部３１が決定される。

ステップＳ２５において、コンピュータ８０は、教示データＴＤに基づき噴射パターンを決定する。例えば、第１噴射部３１の噴射パターンが決定される。
ステップＳ２６において、コンピュータ８０は、清掃を開始する。すなわち、コンピュータ８０は、噴射開始位置から噴射終了位置へ向かう所定の経路に沿って第１噴射部３１を移動させるとともに、第１噴射部３１から指定の噴射パターンで洗浄液ＷＬを噴射する。例えば、コンベヤ１３がメッシュコンベヤであれば、第１噴射部３１から洗浄液ＷＬが直噴パターンで噴射され、メッシュコンベヤに対して洗浄液ＷＬがスポットで噴射される。コンベヤ１３のメッシュに付着した頑固な油脂などの汚れを洗い落とすことができる。また、コンベヤ１３がベルトコンベヤである場合、コンベヤ１３を効率よく洗浄するために、第１噴射部３１から拡がるフラットパターンや丸型パターンで洗浄液ＷＬが噴射される。

この洗浄動作はコンベヤ１３を停止したまま行ってもよい。すなわち、停止するコンベヤ１３に対して第１噴射部３１の幅方向Ｙの移動と搬送方向Ｘの移動とを組み合わせた例えばジグザグ経路に沿って第１噴射部３１を移動させることで、製造ライン１０のコンベヤ１３及びその両側のガイド面を洗浄液ＷＬで洗浄する方法をとることができる。

また、この洗浄動作はコンベヤ１３を駆動させながら行ってもよい。すなわち、搬送方向Ｘに駆動するコンベヤ１３に対して第１噴射部３１をコンベヤ１３の幅方向Ｙに往復移動させることで、製造ライン１０のコンベヤ１３及びその両側のガイド面を洗浄液ＷＬで洗浄する方法をとることもできる。

ステップＳ２７において、コンピュータ８０は、噴射終了位置に到達したか否かを判断する。例えば、第１噴射部３１が噴射終了位置に到達していない場合は、第１噴射部３１から洗浄液ＷＬを噴射する清掃を継続する。そして、第１噴射部３１が噴射終了位置に到達すると、ステップＳ２８に進む。

ステップＳ２８において、コンピュータ８０は、清掃を終了する。すなわち、コンピュータ８０は、第１電磁弁６１を閉弁させることで、第１噴射部３１からの洗浄液ＷＬの噴射を停止させる。

ステップＳ２９において、コンピュータ８０は、次の登録番号があるか否かを判断する。洗浄液ＷＬによる洗浄が終わった段階では、すすぎ動作と乾燥動作が残っているので、次の登録番号があると判定される。コンピュータ８０は、次の登録番号がある場合（ステップＳ２９で肯定判定）、ステップＳ２２へ戻る。そして、次の登録番号に対応する教示データＴＤを読み出し、その読み出した教示データＴＤに基づいてステップＳ２３～Ｓ２８の処理を実行することで、次のすすぎ動作を行う。

すなわち、コンピュータ８０は、ロボットアーム２３を制御することで、指定の噴射パターンで噴射可能な第２噴射部３２を噴射開始位置に移動させる（ステップＳ２３～Ｓ２５）。次に、コンピュータ８０は、ロボットアーム２３を制御することで、第２噴射部３２を噴射開始位置から噴射終了位置へ向かう所定の経路に沿って移動させるとともに、この移動過程で第２噴射部３２からすすぎ液（リンス液）を指定の噴射パターンで噴射する。

このすすぎ動作は、洗浄動作と同様に、コンベヤ１３を停止したまま、第２噴射部３２を例えばジグザグ経路に沿って移動させてもよいし、コンベヤ１３を駆動させながら第２噴射部３２をコンベヤ１３の幅方向Ｙに往復移動させてもよい。

第２噴射部３２が噴射終了位置に到達すると（ステップＳ２７で肯定判定）、すすぎ液の噴射を停止させる。こうして清掃としてのすすぎ動作を終了する（ステップＳ２８）。すすぎ動作を終了すると、まだ乾燥動作が残っているので、次の登録番号がある。コンピュータ８０は、次の登録番号がある場合（ステップＳ２９で肯定判定）、ステップＳ２２へ戻る。そして、次の登録番号に対応する教示データＴＤを読み出し、その読み出した教示データＴＤに基づいてステップＳ２３～Ｓ２８の処理を実行することで、次の乾燥動作を行う。

すなわち、コンピュータ８０は、ロボットアーム２３を制御することで、指定の噴射パターンで噴射可能な第３噴射部３３を噴射開始位置に移動させる（ステップＳ２３～Ｓ２５）。次に、コンピュータ８０は、ロボットアーム２３を制御することで、第３噴射部３３を噴射開始位置から噴射終了位置へ向かう所定の経路に沿って移動させるとともに、この移動過程で第３噴射部３３から空気を指定の噴射パターンで噴射する。つまり、第３噴射部３３はエアブローによって水切りを行うことで、製造ライン１０の清掃箇所を乾燥させる。

この乾燥動作は、洗浄動作と同様に、コンベヤ１３を停止したまま、第３噴射部３３を例えばジグザグ経路に沿って移動させてもよいし、コンベヤ１３を駆動させながら第３噴射部３３をコンベヤ１３の幅方向Ｙに往復移動させてもよい。

第３噴射部３３が噴射終了位置に到達すると（ステップＳ２７で肯定判定）、第３噴射部３３からの空気の噴射を停止させる。こうして清掃としての乾燥動作を終了する（ステップＳ２８）。次の登録番号はないので、一連の清掃を終了する。なお、本実施形態では、図１０におけるステップＳ２２～Ｓ２８の処理が、清掃ステップの一例に相当する。

作業者Ｐは、洗浄ロボット２１を次の清掃開始位置ＳＰ（図１では二点鎖線で描かれた位置）に移動させ、洗浄ロボット２１に製造ライン１０に対して同様の清掃を行わせる。こうして、作業者Ｐは洗浄ロボット２１を複数の清掃開始位置ＳＰに順番に移動させながら製造ライン１０の全体を清掃する。

洗浄ロボット２１は、作業者Ｐの清掃負担を軽減するために作業者Ｐを支援する協働ロボットである。洗浄ロボット２１による清掃では、清掃漏れや汚れ残りは避けられない。そのため、作業者Ｐは、洗浄ロボット２１の清掃結果を確認し、清掃漏れや汚れ残りがある場合、その箇所については手作業で清掃する。洗浄ロボット２１の清掃漏れや汚れ残りがある場合に限り、その箇所のみを手作業で清掃するだけで済むので、作業者Ｐの作業負担は大幅に軽減する。

以上詳述したように本実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）製造ライン１０の洗浄装置２０は、異なる種類の流体をそれぞれ噴射する複数の噴射部３０と、複数の噴射部３０を有するロボットアーム２３と、ロボットアーム２３を搭載する台車２２とを備える。さらに、洗浄装置２０は、複数の噴射部３０及びロボットアーム２３を制御する制御部８１と、制御部８１が複数の噴射部３０及びロボットアーム２３を制御して清掃を行うときの制御内容をティーチングするティーチング部８２とを備える。複数の噴射部３０は、洗浄液ＷＬを噴射する第１噴射部３１と、すすぎ液を噴射する第２噴射部３２とを含む。ティーチング部８２は、選択機能と、ティーチング機能とを備える。選択機能は、複数の噴射部３０のうち第１噴射部３１及び第２噴射部３２を含む二以上の噴射部を選択させる機能である。また、ティーチング機能は、ロボットアーム２３を動かすことで選択された噴射部を移動させた移動経路と、移動経路のうち噴射部３０が噴射を行う噴射区間と、噴射区間で噴射を行うときの噴射向きとを、選択された噴射部ごとに教え込む機能である。この構成によれば、製造ライン１０を清掃する場合、ティーチング部８２により、第１噴射部３１及び第２噴射部３２を含む二以上の噴射部の選択と、選択した噴射部３０の移動経路と噴射区間と噴射向きとを、選択した噴射部３０ごとに教え込むことができる。よって、製造ライン１０ごとに適した噴射経路で洗浄液ＷＬを噴射して洗浄できるうえ、洗浄後に洗浄液ＷＬをすすぐことができる。したがって、製造ライン１０を清掃するときの人手による負担を軽減できるうえ、例えば水洗いに勝る高い清掃効果が得られる。よって、製造ライン１０を洗浄する際に、作業者Ｐの労力を軽減でき、かつ高い洗浄効果を得ることができる。

（２）複数の噴射部３０は、第２噴射部３２がすすぎ液を噴射して行われるすすぎ動作の後、ガスを噴射してすすぎ液を乾燥させる第３噴射部３３を含む。ティーチング部８２は、第１噴射部３１、第２噴射部３２及び第３噴射部３３を含む三以上の噴射部が選択された場合、三以上の噴射部３１～３３ごとに移動経路と噴射区間と噴射向きとを教え込む。この構成によれば、洗浄液ＷＬによる洗浄と、洗浄後の洗浄液ＷＬのすすぎと、すすぎ後のすすぎ液の乾燥とを行うことができる。洗浄経路とすすぎ経路と乾燥経路とを個別に教え込むことができるので、製造ライン１０の清掃効果を一層高めることができる。

（３）複数の噴射部３０のうち少なくとも第１噴射部３１は、噴射形状を変更可能に構成される。ティーチング部８２は、少なくとも第１噴射部３１の噴射区間に対して選択された噴射形状を教え込む。この構成によれば、少なくとも第１噴射部３１が噴射区間で洗浄液ＷＬを噴射するときの噴射形状を選択して教え込むことができるので、製造ライン１０の洗浄効果を一層高めることができる。

（４）洗浄装置２０は、人が手動で台車２２を移動させる協働ロボットである。ティーチング部８２を用いて行うティーチング時とティーチングされた制御内容で清掃を行う清掃実施時とにおいて、協働ロボットを製造ライン１０に対して同じ清掃位置に位置決め可能な位置決め機構４５を備える。この構成によれば、作業者Ｐは、ティーチング時と清掃実施時とで協働ロボットを同じ清掃位置に配置できる。例えば、ティーチング時と清掃実施時とで協働ロボットの配置位置がずれていると、洗浄液ＷＬ及びすすぎ液の噴射位置がティーチング時の位置からずれることが原因で、製造ライン１０の清掃効果が低下する。これに対して、位置決め機構４５によりティーチング時と清掃実施時とで協働ロボットを必要な位置精度で同じ清掃位置に配置できるので、製造ライン１０の清掃効果が高まる。

（５）洗浄装置２０は、人が手動で台車２２を移動させる協働ロボットである。ティーチング部８２は、選択された噴射部３０が噴射区間を移動するときの移動速度を設定する設定機能を備える。この構成によれば、噴射部３０が噴射しながら噴射区間を移動するときの移動速度を設定できるので、噴射部３０の移動速度を清掃に適した値に設定することで、必要な清掃効果が得られる。また、ティーチング時に協働ロボットのロボットアーム２３を手動で移動させても、清掃実施時に噴射部を噴射区間で適切な移動速度で移動させることができる。

（６）製造ライン１０の洗浄方法は、ティーチングステップと清掃ステップとを含む。ティーチングステップでは、洗浄液ＷＬを噴射する第１噴射部３１及びすすぎ液を噴射する第２噴射部３２を含む複数の噴射部３０を有するロボットアーム２３を搭載する台車２２を、製造ライン１０に対する清掃開始位置ＳＰ（清掃位置）に移動させた状態で、複数の噴射部３０のうち第１噴射部３１及び第２噴射部３２を含む二以上の噴射部３０を選択し、ロボットアーム２３を動かすことで噴射部３０を移動させた移動経路と、移動経路のうち噴射部３０が噴射を行う噴射区間と、噴射区間で噴射を行うときの噴射向きとを、選択された噴射部３０ごとに教え込む。清掃ステップでは、二以上の噴射部３１，３２及びロボットアーム２３をティーチングステップで教え込んだ制御内容で制御することで製造ライン１０を清掃する。この洗浄方法によれば、製造ライン１０の洗浄装置２０と同様の効果が得られる。

（７）移動経路の範囲のうちの一部を噴射区間として設定する構成とした場合、移動開始位置から移動終了位置までの間に入力された複数の位置座標のうち一部の位置座標が噴射開始位置と噴射終了位置とされる。この構成によれば、ロボットアーム２３が待機位置から噴射開始位置までの直線経路上に製造ライン１０の一部が障害物として存在する場合でも、その障害物を回避する経路を設定可能となる。そのため、障害物を回避しながら洗浄ヘッド２４を待機位置から噴射開始位置に移動させることができる。

前記実施形態は、上記に限定されず、以下のように変更してもよい。
・洗浄ロボット２１は、噴射部３０から流体（液体又はガス）を噴射するために必要な圧力を発生させるポンプを備えてもよい。すなわち、洗浄ロボット２１は、ポンプで加圧した液体（洗浄液やすすぎ液）又はガスを噴射部から噴射させる構成でもよい。

・洗浄ロボット２１に製造ライン１０を撮像可能なカメラを含む撮像装置を備えてもよい。制御部８１がカメラにより撮像した画像を解析する画像解析処理を行うことで、洗浄ロボット２１が製造ライン１０に対して清掃開始位置ＳＰに正しく位置決めされたか否かを判定する。この場合、カメラは、台車２２に設けられてもよいし、ロボットアーム２３に設けられてもよい。例えば、洗浄ロボット２１は、正しい清掃開始位置ＳＰへの方向および距離を、表示で案内する表示部または音声で案内するスピーカを備えてもよい。

・洗浄ロボット２１は、第３噴射部３３から噴射する水切りのエアを加圧するコンプレッサを備えてもよい。
・洗浄装置２０は、洗浄ロボット２１に限定されない。洗浄装置２０は、例えば、Ｘ軸移動機構とＹ軸移動機構とＺ軸移動機構を含む移動機構を有し、複数の噴射部をＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向の３方向に個別に移動させる構成でもよい。例えば、洗浄装置２０は、ロボットアーム２３に替え、ＸＹＺ各方向に移動可能なアームを備え、そのアームの先端部に第１噴射部３１と第２噴射部３２とを含む複数の噴射部３０を有する構成でもよい。

・洗浄ロボット２１に３Ｄスキャナを設け、３Ｄスキャナの検出結果に基づいてティーチング時の洗浄ロボット２１の位置を記憶し、清掃実施時に３Ｄスキャナの検出結果に基づいてティーチング時の位置に洗浄ロボット２１を案内する構成としてもよい。

・複数の噴射部３０は、第１噴射部３１と第２噴射部３２との２種類だけでもよい。つまり、エアブロー用の第３噴射部３３はなくてもよい。また、複数の噴射部３０は、第１噴射部３１及び第２噴射部３２を含む二以上の噴射部であれば、洗浄液及びすすぎ液以外の他の液体を噴射する噴射部を含んでもよい。

・噴射部３０は、ノズルの噴射口部を切換えることで噴射パターンを切換可能な構成でもよい。この場合、制御部８１がノズルの噴射口部を切り換えてもよい。
・作業者Ｐがティーチング時に洗浄ヘッド２４を手動で移動させたときの移動速度を計測する計測機能を洗浄ロボット２１が備え、その計測値に基づいて噴射区間を移動させるときの噴射部３０の移動速度を設定する構成でもよい。この構成によれば、ティーチング時に噴射部３０から所定の液体を噴射させたときの汚れの落ち具合を作業者Ｐが観察しながら洗浄ヘッド２４を適切な移動速度で移動させたときの移動速度を設定できる。

・洗浄装置２０が清掃対象とする製造ライン１０は、コンベヤ１３を備えないものでもよい。
・洗浄装置２０が清掃対象とする製造ライン１０は、食品製造用の製造ラインに限らず、医薬品を製造する医薬品製造用の製造ラインでもよい。

・洗浄装置２０が清掃対象とする製造ライン１０は、作業者Ｐが食品や医薬品等の製品を製造するための製造ラインに限らず、製造ロボットが製品又は半製品を製造する無人製造ラインでもよい。

１０…製造ライン、１１…本体フレーム、１２…搬送機構、１３…コンベヤ、１３Ａ…搬送面、１４…ローラ、１５…駆動源、１８…位置決め部、１８Ａ…凹部、２０…洗浄装置、２１…洗浄ロボット、２２…台車、２２Ａ…筐体、２２Ｃ…グリップ部、２３…ロボットアーム、２４…洗浄ヘッド、２４Ａ…グリップ、２５…台部、２６…回転部、２７…アーム、２７Ａ～２７Ｃ…アーム部、２８…駆動源、２９…操作タブレット、２９Ａ…表示部、２９Ｂ…入力部、３０…噴射部、３１…第１噴射部、３２…第２噴射部、３３…第３噴射部、３４…第１管路、３５…第２管路、３６…第３管路、４０…車輪、４１Ａ，４１Ｂ…レベルボルト、４２…レバー、４３…固定部、４４…位置決めロッド、４５…位置決め機構、４６…トグル機構、５０…コントローラ、５１…制御ボックス、６０…タンク、６１…第１電磁弁、６２…第２電磁弁、６３…第３電磁弁、６４…管路、６５…被接続部、６６…加圧弁、６７…分岐部、７１～７３…入口用の配管接続部、７４～７６…出口用の配管接続部、８０…コンピュータ、８１…制御部、８２…ティーチング部、８３…記憶部、Ｗ…物品、ＦＰ…床面、Ｐ…作業者、ＷＬ…洗浄液、ＰＲ…プログラム、ＴＤ…教示データ、Ｘ…搬送方向、Ｙ…幅方向、Ｚ…鉛直方向。

Claims (6)

1. 製造ラインの洗浄装置であって、
   異なる種類の流体をそれぞれ噴射する複数の噴射部と、
   前記複数の噴射部を有するロボットアームと、
   前記ロボットアームを搭載する台車と、
   複数の前記噴射部及び前記ロボットアームを制御する制御部と、
   前記制御部が複数の前記噴射部及び前記ロボットアームを制御して清掃を行うときの制御内容をティーチングするティーチング部と
   を備え、
   複数の前記噴射部は、洗浄液を噴射する第１噴射部と、すすぎ液を噴射する第２噴射部とを含み、
   前記ティーチング部は、
   前記複数の噴射部のうち前記第１噴射部及び前記第２噴射部を含む二以上の噴射部を選択させる選択機能と、
   前記ロボットアームを動かすことで前記選択された噴射部を移動させた移動経路と、前記移動経路のうち当該噴射部が噴射を行う噴射区間と、前記噴射区間で噴射を行うときの噴射向きとを、選択された前記噴射部ごとに教え込むティーチング機能とを備えることを特徴とする製造ラインの洗浄装置。
2. 複数の前記噴射部は、前記第２噴射部がすすぎ液を噴射して行われるすすぎ動作の後、ガスを噴射して前記すすぎ液を乾燥させる第３噴射部を含み、
   前記ティーチング部は、前記第１噴射部、前記第２噴射部及び前記第３噴射部を含む三以上の噴射部が選択された場合、当該三以上の噴射部ごとに前記移動経路と前記噴射区間と前記噴射向きとを教え込むことを特徴とする請求項１に記載の製造ラインの洗浄装置。
3. 複数の前記噴射部のうち少なくとも前記第１噴射部は、噴射形状を変更可能に構成され、
   前記ティーチング部は、少なくとも前記第１噴射部の前記噴射区間に対して選択された噴射形状を教え込むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の製造ラインの洗浄装置。
4. 前記洗浄装置は、人が手動で前記台車を移動させる協働ロボットであって、
   前記ティーチング部を用いて行うティーチング時とティーチングされた前記制御内容で清掃を行う清掃実施時とにおいて、前記協働ロボットを前記製造ラインに対して同じ清掃位置に位置決め可能な位置決め機構を備えることを特徴とする請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の製造ラインの洗浄装置。
5. 前記洗浄装置は、人が手動で前記台車を移動させる協働ロボットであって、
   前記ティーチング部は、選択された前記噴射部が前記噴射区間を移動するときの移動速度を設定する設定機能を備えることを特徴とする請求項１～請求項４のいずれか一項に記載の製造ラインの洗浄装置。
6. 製造ラインの洗浄方法であって、
   洗浄液を噴射する第１噴射部及びすすぎ液を噴射する第２噴射部を含む複数の噴射部を有するロボットアームを搭載する台車を、製造ラインに対する清掃位置に移動させた状態で、前記複数の噴射部のうち前記第１噴射部及び前記第２噴射部を含む二以上の噴射部を選択し、前記ロボットアームを動かすことで当該噴射部を移動させた移動経路と、前記移動経路のうち当該噴射部が噴射を行う噴射区間と、前記噴射区間で噴射を行うときの噴射向きとを、選択された前記噴射部ごとに教え込むティーチングステップと、
   前記二以上の噴射部及び前記ロボットアームを前記ティーチングステップで教え込んだ制御内容で制御することで前記製造ラインを清掃する清掃ステップと
   を含むことを特徴とする製造ラインの洗浄方法。

Images