CN110095268A - 喷嘴的摆动的测定方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种测定喷射时喷嘴的摆动的方法。旋转喷嘴(13)，将喷嘴的喷口(132)从插入口(17)插入到喷射容器(15)的内部，在喷射容器(15)的内部喷嘴喷射液体(L)，在喷射容器的外侧对一边旋转一边喷射液体的喷嘴的摆动进行测定。

Description

喷嘴的摆动的测定方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种喷嘴的摆动(振动、振摆)的测定方法及其装置。

背景技术

存在一种使高压射流(high pressure jet)与部件碰撞来进行部件的去毛刺或清扫的装置。在该装置中，将喷嘴插入部件的孔的内部，使从喷嘴喷射的高压射流与在孔的内部产生的毛刺碰撞来清洗部件。

发明内容

在喷射高压射流时，若喷嘴的摆动变大，则有时喷嘴会与孔的壁面碰撞。若喷嘴与壁面碰撞，则有时部件会被划伤。另外，有时因喷嘴与壁面碰撞而会折曲喷嘴。另外，若喷嘴的摆动变大，则有时喷嘴会与部件或夹具碰撞。

本发明的目的在于测定喷射时喷嘴的摆动，以防止喷嘴与部件或夹具碰撞，并防止喷嘴或部件的损伤。

本发明的第一方面为一种喷嘴的摆动的测定方法，

喷嘴旋转，

将所述喷嘴的喷口从插入口插入到喷射容器的内部，

在所述喷射容器的内部所述喷嘴喷射液体，

在所述喷射容器的外侧测定一边旋转一边喷射所述液体的所述喷嘴的摆动。

本发明的第二方面为用于进行上述喷嘴的摆动的测定的测定装置。

发明效果

根据本发明，能够测定喷射时喷嘴的摆动。

附图说明

图1是第一实施方式的喷嘴的摆动的测定装置。

图2是喷嘴的摆动的测定方法的流程图。

图3是表示第一实施方式的位移计的概略结构图。

图4是第二实施方式的喷嘴的摆动的测定装置。

符号说明

10 测定装置

13 喷嘴

15 喷射容器

17 插入口

19 贴边(折边)

21 排出口

33 位移计(摆动测定计)

41 通过光宽度测定装置(摆动测定计)

具体实施方式

(第一实施方式)

以下，参照附图对第一实施方式进行说明。如图1所示，本实施方式的喷嘴的摆动的测定装置10具有泵11、喷嘴13、喷射容器15、移动装置32以及作为摆动测定计的位移计33。测定装置10可以具有罐体12。

本实施方式的测定装置10能够适用于清洗机(包括去毛刺装置，以下相同)，该清洗机包括泵11、喷嘴13、罐体12以及移动装置32。可以使用例如日本专利第5432943号、日本专利第6147623号、日本专利第6196588号中公开的清洗机。这些清洗机由申请人作为JCC系列的清洗机销售。

泵11对液体L进行增压。泵11将液体L送到喷嘴13。泵11例如为离心泵、计量泵。活塞泵、齿轮泵可以作为计量泵使用。泵11优选具有2～250MPa(包括两端)的排出压力。

液体L储存于罐体12中。液体L可以由泵11从罐体12汲取并从喷嘴13喷射。液体L被回收到罐体12中。罐体12可以具有过滤装置。

喷嘴13具有轴体131和喷口132。轴体131沿着旋转轴23延伸。轴体131形成为圆筒状。轴体131在内部具有使液体L流通至喷口132的通路(未图示)。喷口132设置于轴体131的前端部。喷口132垂直于旋转轴23或者从旋转轴23倾斜设置。可以设置多个喷口132。在设置有多个喷口132的情况下，优选，多个喷口132围绕旋转轴23在圆周方向上均等地配置。喷嘴13以旋转轴23为中心旋转。喷嘴13例如为喷枪、扇形喷嘴、直射喷嘴或者L型喷嘴。

移动装置32使喷嘴13相对于喷射容器15相对地移动。移动装置32支撑喷嘴13。移动装置32例如为垂直多关节机器人、SCARA机器人、直行轴机器人、并联连杆机器人或者移动柱以及进给台。移动装置32由数值控制装置(未图示)进行控制。移动装置32可以具有转台321。转台321能够支撑多个喷嘴13。转台321将液体L供给到多个喷嘴13中的一个喷嘴13。

移动装置32可以支撑喷射容器15。在这种情况下，喷嘴13的旋转轴23被固定。移动装置32使喷射容器15相对于旋转轴23移动。

喷射容器15具有插入口17、贴边19、壁面16以及排出口21。喷射容器15可以具有圆锥体164。

喷射容器15为罐状的容器，并且在内部具有喷射空间151。喷射容器15例如具有圆筒状或者立方体状的外形。喷射容器15对液体L1具有耐腐蚀性，并且具有不易被来自喷嘴13的喷流破损的程度的强度。喷射容器15的材料例如为不锈钢或者铁的板材。喷射容器15的壁厚例如为1mm至3mm(包括两端)。

壁面16为喷射容器15的内表面。壁面16至少具有设置有插入口17的第一面161和包围第一面的周边的第二面162。可以具有与第一面161相对的第三面163。第一面161、第二面162、第三面163相互连接以形成壁面16。在壁面16可以设置喷流25碰撞的承受板(未图示)。承受板能够更换。

插入口17优选设置在喷射容器15的上表面。插入口17优选为圆形。插入口17大于轴体131的截面。插入口17优选稍微大于轴体131的截面。插入口17的半径例如为轴体131的截面的半径加上容许的喷嘴的最大摆动量的大小。

在插入口17的内侧设置有贴边19。贴边19在插入口17的整周设置。贴边19优选从第一面161基本垂直地延伸。贴边19可以形成为薄壁的中空圆筒。贴边19具有圆形的截面，并且可以形成为随着从第一面离开外表面直径变大的中空圆锥台。贴边19的长度例如为插入口17的直径的1～3倍(包括两端)。贴边19可以在前端部朝向插入口17的外侧弯曲。

在喷射容器15的内部由喷口132生成的喷流25在(被)壁面16弹回并在喷射空间151内飞散。贴边19将朝向面161或者插入口17飞散的液体L弹回。通过贴边19能够抑制在喷射空间151内飞散的液体L从插入口17飞出。

排出口21在铅直方向设置于喷射容器15的下部。排出口21将喷射到喷射容器15的内部的液体L排出到喷射容器15的外部。

圆锥体164配置在插入口的延长线上。圆锥体164具有随着从插入口离开外表面的直径变大的圆锥面。在配置有圆锥体164的情况下，能够使用在旋转轴23的方向上具有喷口132的喷嘴13。在旋转轴23的方向上产生的喷流25与圆锥体164碰撞，并弹回与旋转轴23不同的方向。弹回的喷流不会在插入口17的方向上飞溅，而是与壁面16或者贴边19碰撞。

并且，代替配置圆锥体164，可以使面163相对于旋转轴23倾斜。此时，在旋转轴23的方向上产生的喷流25与面163碰撞，并弹回与旋转轴23不同的方向。

位移计33具有光投射器29以及光接收器31。光投射器29朝向插入插入口17的喷嘴13投射激光。光接收器31接收在轴体131的表面反射的激光。位移计33例如为三角测距方式或者飞行时间(Time of Flight)方式的位移计。在这里，三角测距方式的位移计33，光接收器31中使用PSD(位置检测元件)或C-MOS传感器，将根据位置变化的光接收器31的成像位置换算为距离。飞行时间方式的位移计33测定从光投射器29照射光到在光接收器31接收光的微小的时间，并将这一时间差换算为距离。虽然位移计33可以为接触式的，但更优选非接触的位移计。

接下来，参照图2，对喷嘴13的摆动的测定顺序进行说明。首先，旋转喷嘴13(S1)。将喷口132插入到喷射容器15的内部(S2)。在喷射容器15的内部喷嘴13喷射液体L(S3)。喷流25在喷射容器15的内部的壁面16弹回(S4)。在壁面16弹回的喷流25与贴边19碰撞，并留在喷射容器15的内部(S5)。将所喷射的液体L从喷射容器15排出(S6)。在喷射容器15的外部测定喷嘴13的摆动(S7)。接着喷嘴13停止液体L的喷射(S8)。将喷嘴13从喷射容器15拔出(S9)。停止喷嘴的旋转(S10)。

接下来，参照图1、图2，对各个步骤进行详细说明。在步骤S1中，移动装置32使喷嘴13旋转。喷嘴13以旋转轴23为中心旋转。

在步骤S2中，首先，移动装置32相对于喷射容器15相对地移动喷嘴13，以使得插入口17的中心位于旋转轴23的延长线上。其次，移动装置32使喷嘴13沿着旋转轴23朝向喷射容器15移动。然后，移动装置32将喷嘴13的前端部插入到喷射容器15的内部。此时，使喷口132位于比贴边19的前端部更远离第一面161。

在步骤S3中，泵11将液体L送到喷嘴13。于是，喷嘴13从喷口132喷射作为喷流25的液体L。喷嘴13在喷射容器15的内部，即喷射空间151生成喷流25。

步骤S1至S3可以更换顺序。然而，在位移计33因喷流25的碰撞而损坏的情况下，步骤S3在步骤S1、S2之后执行。

在步骤S4中，喷流25在喷射方向上前进，直至与壁面16碰撞。然后，喷流25与壁面16碰撞并弹回。喷流25的一部分沿着壁面16扩展，剩余部分飞散到喷射空间151内。

在喷射容器15为圆筒状或者立方体状，大致垂直于旋转轴23生成喷流25的情况下，与第二面162碰撞的喷流25一部分沿着第二面162扩展，并再次与第一面161或者第三面163碰撞。与第一面161碰撞后的液体L的一部分沿着第一面161进一步扩展。与第一面161碰撞后的液体L的剩余部分在第一面161弹回并在喷射空间151内飞散。

在喷射容器15为圆筒状或者立方体状、比旋转轴23的垂直面更向喷嘴13的基端侧倾斜而生成喷流25的情况下，喷流25可能与第一面161碰撞。在这种情况下，喷流25的一部分沿着第一面161扩展，剩余部分在喷射空间151内飞散。

在沿着旋转轴23生成喷流25的情况下，喷流25与圆锥体164碰撞。与圆锥体164碰撞后的喷流25的一部分沿着圆锥体164的表面扩展，并再次与第三面163碰撞。与第三面163碰撞后的喷流25的一部分沿着第三面163扩展，并与第二面162碰撞。与圆锥体164碰撞后的喷流25的剩余部分在圆锥体164的表面弹回，并在喷射空间151的内部飞散。另外，与第二面162碰撞后的喷流25的一部分在第二面162弹回，并在喷射空间151的内部飞散。

无论喷流25的方向或喷射空间151的形状如何，喷流25的一部分与壁面16碰撞并沿着壁面16扩展，剩余部分在喷射空间151的内部飞散。喷流25的一部分沿着第一面161流动，一部分在壁面16弹回并在喷射空间151的内部随机地飞散。弹回后的喷流25的一部分变成雾并在喷射空间151内充满。

在喷流25的压力为2MPa以上的情况下，由于易于发生在壁面16的喷流25的弹回或弹回后的喷流25的雾化，因此特别优选能够使用根据本实施方式的喷嘴的摆动的测定方法。

在步骤S5中，在壁面16弹回的喷流25或沿着第一面161扩展的液体L与贴边19碰撞。弹回后的喷流25与贴边19碰撞，并再次返回到喷射空间151的内部。在喷射空间151内飞散的液体L的大部分与贴边19碰撞并留在喷射容器15的内部，而不从插入口17飞出。

与壁面16碰撞后的液体L的一部分变成雾，并随着弹回的喷流或其周围的空气的流动在喷射空间151内飞舞。雾化后的液体L的大部分不从插入口17飞出而是留在喷射容器15的内部。

在插入的轴体131和贴边19之间的间隙小的情况下，流过贴边19和轴体131之间的间隙的流体的阻力变大，从而能够防止在壁面16弹回的喷流25或者雾从插入口17排出。

在步骤S6中，将从喷口132喷射的液体L从排出口21排出。液体L返回到罐体12。优选地是，液体L通过重力排出。

在步骤S7中，在喷射容器15的外部测定喷嘴13的摆动。优选地是，非接触地测定喷嘴13的摆动。例如，使用激光的位移计33测定相对于时间经过的从定点到轴体131的表面的距离45。位移计33将测定距离45的最大值与最小值之差作为摆动。

参照图3，对根据三角测距方式的距离测定方法进行说明。光接收器31具有光接收透镜311和光接收元件312。光接收元件312可以具有多个像素313。从光投射器29投射的激光P在轴体131的表面反射。反射后的激光P通过光接收透镜311到达光接收元件312。在这里，根据轴体131的位置，激光P到达的光接收元件312内的位置改变。在距离45远的情况下，激光P到达离轴体131相对远的位置51。在距离45近的情况下，激光P到达离轴体131相对近的位置52。三角测距方式的位移计33通过在光接收元件312内接收激光P的像素313的位置来计算距离45的最大值和最小值之差。

接下来，参照图1，对根据飞行时间方式的距离测定方法进行说明。例如，光投射器29将连续地受到AM调制的激光照射到轴体131。直至被轴体131反射，并被光接收器31接收经过时间T。因此，在投射的激光P和接收的激光P之间产生相位差。通过该相位差计算距离45的最大值和最小值之差。

因雾或喷流的飞散，激光散射。因此，雾或喷流的飞散阻碍利用激光的喷嘴13的摆动的测定。然而，根据本实施方式，由于在壁面16弹回的喷流25以及由喷流25产生的雾的大部分不从插入口17飞出，因此能够测定喷射液体L中的喷嘴13的摆动。

例如，在使用气缸的接触式的摆动的测定方法中，喷嘴13受到来自测定子的力。因此，不能准确地测定喷嘴13的摆动。根据本实施方式，由于利用非接触的摆动测定计测定喷嘴13的摆动，因此能够准确地测定喷射中的喷嘴13的摆动。

步骤S4～S7可以同时实施。步骤S4～S6可以连续进行。而且，步骤S7可以在进行步骤S4～S6期间执行。步骤S7可以在进行步骤S4～S6的途中的一部分的时间段执行。

在步骤S8中，泵11停止向喷嘴13供给液体L。于是，喷嘴13停止喷射。

在步骤S9中，移动装置32沿着旋转轴23从喷射容器15拔出喷嘴13。当喷嘴13的前端从插入口17移出到喷射容器15的外部时，移动装置32能够自由地移动喷嘴13。移动装置32可以移动喷嘴13以及喷射容器15中的任意一个。

在步骤S10中，移动装置32停止喷嘴13的旋转。

步骤S8～S10的顺序也可以更换。另外，步骤S8～S10可以同时执行。但是，为了避免因喷流25的碰撞而损坏位移计33，步骤S8优选在步骤S9、S10之前进行。

(第二实施方式)

接下来，参照图4，对第二实施方式的喷嘴的摆动的测定装置100进行说明。测定装置100具有泵11、喷嘴13、喷射容器15、摆动测定计以及罐体12。摆动测定计具有遮光板39和通过光宽度测定装置41。除了代替位移计33具有遮光板39和通过光宽度测定装置41之外，本实施方式的测定装置100与第一实施方式的测定装置10相同。

遮光板39固定于喷射容器15的外侧并靠近插入口17。遮光板39能够固定于喷射容器15。优选地是，遮光板39设置于通过插入插入口17的轴体131的旋转轴23的平面上。遮光板39固定于和插入插入口17的轴体131的旋转轴23仅相距距离47处。在这里，距离47为轴体131的半径、容许的喷嘴13的摆动量和安全间隙之和。安全间隙为以喷嘴13和遮光板39不碰撞的方式设置的微小间隙。安全间隙例如为0.5～1mm。

通过光宽度测定装置41具有光投射器35以及光接收器37。光投射器35将激光P2投射到轴体131和遮光板39之间。激光P2的宽度大于轴体131和遮光板39之间的距离。投射的激光P2的一端被轴体131遮挡，另一端被遮光板39遮挡。仅激光P2的中央部通过轴体131和遮光板39之间。光接收器37接收通过轴体131和遮光板39之间的激光P2。光接收器37测定接收的激光P2的通过宽度49。通过光宽度测定装置41通过光接收器37测定出的通过宽度49的最大值和最小值之差求出喷嘴的摆动。

除了步骤S7之外，本实施方式的喷嘴的摆动的测定方法与第一实施方式相同。在步骤S7中，如上所述，利用具有遮光板39和通过光宽度测定装置41的摆动测定计测定喷嘴13的摆动。

此外，通过光宽度测定装置41设置遮光板39，测定通过遮光板39和喷嘴13之间的激光P2的宽度，代替其，也可以激光P2通过喷嘴13的两侧，光接收器37接收这些通过了的激光P2。在这种情况下，光接收器37同时测定被喷嘴13遮光的位置以及宽度。然后，通过光宽度测定装置41通过遮光的位置的位移量计算喷嘴13的摆动。

本发明并不限定于上述的实施方式，本发明能够在不脱离其主旨的范围内进行各种的变形，权利要求中记载的技术思想所包括的所有技术事项都是本发明的对象。尽管上述实施例示出了优选示例，但是本领域技术人员可以从本说明书中公开的内容实现各种替换例、修改例、变形例或改进例，这些包括在所附权利要求中描述的技术范围内。

Claims (10)

1.一种喷嘴的摆动的测定方法，其特征在于，

旋转喷嘴(13)，

将所述喷嘴(13)的喷口(132)从插入口(17)插入到喷射容器(15)的内部，

在所述喷射容器(15)的内部所述喷嘴(13)喷射液体(L)，

在所述喷射容器(15)的外侧，对一边旋转一边喷射所述液体(L)的所述喷嘴(13)的摆动进行测定。

2.根据权利要求1所述的喷嘴的摆动的测定方法，其特征在于，

进一步，

所述喷嘴(13)喷射的所述液体(L)在所述喷射容器(15)的内部的壁面(16)弹回，

在所述壁面(16)弹回的所述液体(L)与设置于所述插入口(17)的整周的贴边(19)碰撞。

3.根据权利要求1或2所述的喷嘴的摆动的测定方法，其特征在于，

进一步，所述喷嘴(13)喷射的所述液体(L)从所述喷射容器(15)排出。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的喷嘴的摆动的测定方法，其特征在于，

进一步，非接触地对所述喷嘴的摆动进行测定。

5.根据权利要求4所述的喷嘴的摆动的测定方法，其特征在于，

进一步，使用激光对喷嘴的摆动进行测定。

6.根据权利要求3所述的喷嘴的摆动的测定方法，其特征在于，

进一步，所述喷嘴(13)喷射的所述液体(L)通过重力从所述喷射容器(15)的排出口(21)排出。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的喷嘴的摆动的测定方法，其特征在于，

进一步，在所述喷射容器(15)的内部所述喷嘴(13)喷射2～250MPa的液体(L)。

8.一种喷嘴的摆动的测定装置，其特征在于，具备，

喷嘴(13)，所述喷嘴(13)具有旋转轴(23)；

喷射容器(15)，所述喷射容器(15)具有：插入所述喷嘴(13)的插入口(17)、设置于所述插入口(17)的周围并向喷射容器(15)的内侧延伸的贴边(19)、以及排出口(21)；

移动装置(32)，所述移动装置(32)相对于所述喷射容器(15)相对地移动所述喷嘴(13)；

非接触的摆动测定计(33、41)，所述非接触的摆动测定计(33、41)设置于所述喷射容器(15)的外侧并靠近所述插入口(17)，所述非接触的摆动测定计(33、41)对插入所述插入口(17)的所述喷嘴(13)的摆动进行测定。

9.根据权利要求8所述的喷嘴的摆动的测定装置，其特征在于，

所述摆动测定计(33、41)具有朝向所述喷嘴(13)投射激光的光投射器(29)和接收在所述喷嘴(13)反射的激光的光接收器(31)。

10.根据权利要求9所述的喷嘴的摆动的测定装置，其特征在于，

所述摆动测定计(33、41)求出从所述光投射器(29)到所述喷嘴(13)的表面的距离(45)的最大值与最小值之差。