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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Strahlbehandlungsvorrichtung und ein Strahlbehandlungsverfahren.
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HINTERGRUND
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Strahlbehandlungsvorrichtungen sind weit bekannt als Vorrichtungen, die Oberflächenbehandlungen, wie etwa Strahlen (blast treatment) und Strahlverfestigen / Kugelstrahlen (shot peening), durch Ausstoßen eines Feststoff-Gas-Zweiphasenstroms durchführen, in dem ein Strahlmittel mittels einer Ausstoßdüse mit einem Hochdruckgasstrom in Richtung auf das bearbeitete Objekt gemischt wird. In jüngerer Zeit wurden viele Mechanismen zur Durchführung von Verbesserungen dafür konzipiert, einschließlich des Betriebs von Ausstoßdüsen und der Bewegung von Werkstücken in Strahlbehandlungen, um die Produktivität zu steigern.
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Patentdokument 1 offenbart eine Strahlbehandlungsvorrichtung, bei der mehrere Drehteller auf einem Drehtisch bereitgestellt sind und Werkstücke mittels eines Haltemechanismus auf den Drehtellern festgehalten und gedreht werden, um Produkte mit der geringstmöglichen Totzeit effizient zu erzeugen (bearbeiten). Die festgehaltenen Werkstücke werden mittels Drehung des Drehtischs nacheinander zu einer Behandlungskammer befördert und mit einem Strahlmittel, das aus einer feststehenden Düse innerhalb der Behandlungskammer ausgestoßen wird, bearbeitet.
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LISTE DER ENTGEGENHALTUNGEN
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PATENTLITERATUR
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Patentdokument 1:
JP 2012-101304 A -
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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TECHNISCHES PROBLEM
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Bei der in Patentdokument 1 offenbarten Strahlbehandlungsvorrichtung besteht jedes Mal, wenn das bearbeitete Produkt gewechselt wird, weil die Düse fixiert ist, die Notwendigkeit der Modifizierung von Einstellungen, wie etwa der Düsenstellung, und, um der Massenproduktion einer breit gefächerten Palette von Produkten gerecht zu werden, besteht Bedarf zur Berücksichtigung Konfigurationen dafür.
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Die vorliegende Erfindung erfolgte angesichts der oben erwähnten Umstände und ein durch die vorliegende Erfindung zu lösendes Problem ist das Bereitstellen einer Strahlbehandlungsvorrichtung und eines Strahlbehandlungsverfahrens, die für die Massenproduktion einer breit gefächerten Palette von Produkten anwendbar sind.
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LÖSUNG DES PROBLEMS
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Die vorliegende Erfindung setzt zur Lösung des oben erwähnten Problems das nachstehende Mittel ein.
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Konkret weist die Strahlbehandlungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung auf:
- eine Kabine mit einer darin gebildeten Behandlungskammer;
- einen Drehteller, der in der Behandlungskammer angeordnet ist und der ein Werkstück festhält und dreht;
- eine Ausstoßvorrichtung, die eine Düse aufweist, die ein Strahlmittel zu dem Werkstück ausstößt und die das Strahlmittel zur Bearbeitung des Werkstücks aus der Düse zu dem Werkstück ausstößt; und
- eine Steuervorrichtung, die die Ausstoßvorrichtung steuert,
- wobei die Düse so festgehalten wird, dass sie in Bezug auf das Werkstück positionierbar und dreidimensional verschwenkbar ist.
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Gemäß einer derartigen Anordnung ist es möglich, die Bearbeitung entsprechend dem Typ des Werkstücks effizient durchzuführen, weil die Düse so festgehalten wird, dass sie in Bezug auf das Werkstück positionierbar und dreidimensional verschwenkbar ist.
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In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Strahlbehandlungsvorrichtung Folgendes auf:
- einen Drehtisch, auf welchem Drehteller auf dem gleichen Umfang in vorbestimmten Abständen angeordnet sind,
- wobei die Steuervorrichtung eine Drehung des Drehtischs steuert, so dass die Drehteller sich nacheinander zu einer Position der Düse bewegen.
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Gemäß einer derartigen Anordnung ist es möglich, die Effizienz der Werkstückbearbeitung zu verbessern, weil die Strahlbehandlungsvorrichtung gleichzeitig Vorbehandlung, Reinigung, Werkstückeinbringung/-entnahme und dergleichen für andere Werkstücke durchführen kann, während sie ein Werkstück einer Strahlbehandlung unterzieht.
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In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Steuervorrichtung Arbeitsverfahrensinformationen auf, die so eingestellt sind, dass sie für jeden Typ des Werkstücks auswählbar sind, wobei das Ausstoßen und die Bearbeitung auf Basis der ausgewählten Arbeitsverfahrensinformationen durchgeführt werden. Gemäß einer derartigen Anordnung ist es möglich, die Einstellungen der Ausstoßvorrichtung leicht zu ändern, weil dem Typ des Werkstücks entsprechende Einstellungen im Voraus als Arbeitsverfahrensinformationen erstellt werden können.
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In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Strahlbehandlungsvorrichtung eine Messvorrichtung auf, die wenigstens entweder einen Druck oder einen Durchfluss eines Fluids, welches das Strahlmittel der Ausstoßvorrichtung umwälzt, und einen Druck, mit dem das Strahlmittel aus der Düse ausgestoßen wird, misst, wobei die Steuervorrichtung die Ausstoßvorrichtung auf Basis der Messergebnisse der Messvorrichtung steuert. Gemäß einer derartigen Anordnung ist es möglich, die Werkstückbearbeitung zuverlässig zu steuern, weil es möglich ist, den Ausstoßzustand des Strahlmittels mittels der Messvorrichtung zu überwachen.
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In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Strahlbehandlungsvorrichtung eine Erkennungsvorrichtung auf, die einen Typ des Werkstücks erkennt, wobei die Auswahl von Arbeitsverfahrensinformationen auf Basis des durch die Erkennungsvorrichtung erkannten Typs des Werkstücks durchgeführt wird. Gemäß einer derartigen Anordnung ist es möglich, die Einstellung der Werkstückbearbeitung effizient durchzuführen, weil es möglich ist, den Typ des Werkstücks, das einer Strahlbehandlung zu unterziehen ist, vorab zu erkennen und Arbeitsverfahrensinformationen auszuwählen.
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Das Strahlbehandlungsverfahren der vorliegenden Erfindung wird mittels einer Strahlbehandlungsvorrichtung durchgeführt, die einen Drehteller, der ein Werkstück festhält und dreht, und eine Ausstoßvorrichtung, die ein Strahlmittel von einer Düse zu dem Werkstück ausstößt, aufweist. Das Strahlbehandlungsverfahren umfasst:
- Ändern der Stellung der Düse und dreidimensionales Schwenken der Düse in Bezug auf das Werkstück zum Durchführen einer Strahlbehandlung.
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Gemäß einem solchen Verfahren ist es möglich, die dem Typ des Werkstücks entsprechende Bearbeitung effizient durchzuführen, weil die Düse so festgehalten wird, dass sie in Bezug auf das Werkstück positionierbar und dreidimensional verschwenkbar ist.
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In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Strahlbehandlungsvorrichtung ferner einen Drehtisch auf, auf dem mehrere Drehteller ringförmig in gleichen Abständen angeordnet sind,
wobei der Drehtisch mehrere Werkstücke diskontinuierlich in Umfangsrichtung auf eine Strahlbehandlungsposition bewegt.
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Gemäß einem derartigen Verfahren ist es möglich, die Werkstückbearbeitungseffizienz zu verbessern, weil mehrere Werkstücke auf dem Drehtisch festgehalten werden und es möglich ist, gleichzeitig Vorbehandlung, Reinigung und Werkstückeinbringung/-entnahme für andere Werkstücke durchzuführen, während ein Werkstück einer Strahlbehandlung unterzogen wird.
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Das Strahlbehandlungsverfahren der vorliegenden Erfindung umfasst Arbeitsverfahrensinformationen, die für jeden Typ des Werkstücks eingestellt sind, und umfasst eine Durchführung auf Basis der ausgewählten Arbeitsverfahrensinformationen.
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Gemäß einem derartigen Verfahren ist es möglich, die Einstellungen der Ausstoßvorrichtung leicht zu ändern, weil dem Typ des Werkstücks entsprechende Einstellungen im Voraus als Arbeitsverfahrensinformationen erstellt werden können.
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Das Strahlbehandlungsverfahren der vorliegenden Erfindung umfasst das Messen von wenigstens entweder einem Druck oder einem Durchfluss eines Fluids, welches das Strahlmittel umwälzt, und einem Druck, mit dem das Strahlmittel aus der Düse ausgestoßen wird, und Steuern einer Aktion der Strahlbehandlungsvorrichtung auf Basis der Messergebnisse auf.
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Gemäß einem derartigen Verfahren ist es möglich, die Werkstückbearbeitung zuverlässig zu steuern, weil es möglich ist, den Ausstoßzustand des Strahlmittels mittels der Messvorrichtung zu überwachen.
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Das Strahlbehandlungsverfahren der vorliegenden Erfindung umfasst das Erkennen eines Typs des Werkstücks, wobei die Auswahl von Arbeitsverfahrensinformationen das Durchführen auf Basis des erkannten Typs des Werkstücks umfasst.
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Gemäß einem derartigen Verfahren ist es möglich, die Werkstückbearbeitung effizient einzustellen, weil es möglich ist, den Typ des Werkstücks, das einer Strahlbehandlung zu unterziehen ist, vorab zu erkennen und Arbeitsverfahrensinformationen auszuwählen.
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WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Strahlbehandlungsvorrichtung und ein Strahlbehandlungsverfahren, die auf die Massenproduktion einer breit gefächerten Palette von Produkten anwendbar sind, bereitzustellen.
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Figurenliste
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- 1 ist eine erläuternde Seitenansicht einer Strahlbehandlungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 2 ist eine erläuternde Draufsicht der Strahlbehandlungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 3 ist eine erläuternde Seitenansicht einer Ausstoßvorrichtung der Strahlbehandlungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 4 ist eine erläuternde Seitenansicht eines Strahlmittelzuführmechanismus der Strahlbehandlungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 5 ist eine erläuternde Ansicht der Umgebung einer Düse einer Strahlbehandlung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 6 ist eine erläuternde Ansicht der Umgebung einer Düse einer Strahlbehandlung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 7 ist eine erläuternde Ansicht der Umgebung einer Düse einer Strahlbehandlung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 8 ist eine erläuternde Ansicht der Umgebung einer Düse einer Strahlbehandlung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 9 ist eine erläuternde Ansicht der Umgebung einer Düse einer Strahlbehandlung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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(Ausführungsform)
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unten mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. 1 ist eine erläuternde Seitenansicht einer Strahlbehandlungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und 2 ist eine erläuternde Draufsicht davon.
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Wie in 1 und 2 veranschaulicht, weist die Strahlbehandlungsvorrichtung 1 hauptsächlich die fünf nachstehenden Bauteile auf.
- a. Eine Kabine 2, die ein Raumteil zur Strahlbearbeitung eines Werkstücks 4 in ihr ist.
- b. Einen Drehteller 3, der ein sich drehendes Teil in der Kabine 2 ist, auf welches das Werkstück 4 gesetzt wird.
- c. Eine Ausstoßvorrichtung 5, die das auf den Drehteller 3 gesetzte Werkstück 4 strahlbearbeitet.
- d. Eine Steuervorrichtung 6, die den nachstehend beschriebenen Betrieb des Drehtellers 3, der Ausstoßvorrichtung 5 und eines Drehtischs 7 steuert.
- e. Den Drehtisch 7, der ein rotierendes Teil ist, das ferner mehrere Drehteller 3 horizontal dreht.
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Die Kabine 2 ist ein kastenförmiges Teil, das aus einem Material wie etwa einem Leichtmetall hergestellt ist. Die Kabine 2 enthält den bzw. die bereits beschriebene(n) Drehteller 3, Ausstoßvorrichtung 5, Drehtisch 7 und dergleichen.
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Der Drehteller 3 ist ein im Wesentlichen scheibenförmiges, aus einem Metall hergestelltes Teil. Der Drehteller 3 ist ein Stellungshaltemittel für das Werkstück 4, das um eine zentrale erste Rotationswelle 31 rotiert und das darauf gesetzte Werkstück 4 in seiner Stellung hält, so dass das Werkstück 4 dem Ausstoßdruck des von der Ausstoßvorrichtung 5 ausgestoßenen Strahlmittels standhalten kann. Es sind mehrere Drehteller 3 vorhanden und am Umfang an dem unten beschriebenen Drehtisch 7 angeordnet.
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Die Ausstoßvorrichtung 5 weist eine Düsenspitze 56, eine in Strömungsverbindung mit der Düsenspitze 56 verbundene Düse 51, einen in Strömungsverbindung mit der Düse 51 verbundenen biegsamen Schlauch 52 und einen Strahlmittelzuführmechanismus 8, der dem Schlauch 52 ein Strahlmittel S zuführt, auf.
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Die Düse 51 wird so festgehalten, dass sie in Bezug auf das Werkstück 4 positionierbar und dreidimensional verschwenkbar ist.
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Positionierbar bedeutet hier, dass die Düse 51 in der Kabine 2 bewegbar ist. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Düse 51 so gestaltet, dass sie in Richtung einer x-Achse (anders ausgedrückt, einer sich in der horizontalen Richtung hin zu oder weg von dem Werkstück 4 bewegenden Richtung) und in Richtung einer z-Achse (anders ausgedrückt, einer zu der ersten Rotationswelle 31 des Drehtellers 3 im Wesentlichen parallelen Richtung) bewegbar ist.
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Außerdem bedeutet dreidimensional verschwenkbar das fächerartige Verschwenken der Düsenspitze 56 in Bezug auf die x-Achse, die y-Achse und die z-Achse. Die vorliegende Ausführungsform hat einen Aufbau, bei dem, wie unten beschrieben (in 3 veranschaulicht), das Zusammenwirken der Verschwenkung in der Auf-Ab-Richtung (Pfeil V) mittels einer Welle J und der horizontalen Drehung mit einer Kugelgewindetrieb-Keilwelle 54 als der Achse zulässt, dass die Düsenspitze 56 im Wesentlichen halbkugelförmig verschwenkt wird.
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Die Steuervorrichtung 6 weist auf: ein Rechenmittel, das eine erste Steuereinheit 61, eine zweite Steuereinheit 62 und eine dritte Steuereinheit 63 aufweist; und Arbeitsverfahrensinformationen 64 (Einstellungsdateien und dergleichen), die in einem Speicher (nicht gezeigt) und dergleichen gespeichert werden.
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Die erste Steuereinheit 61, die zweite Steuereinheit 62 und die dritte Steuereinheit 63 weisen eine CPU, einen Speicher, einen Verbinder, einen Zwischenspeicher und dergleichen (für keine der zuvor beschriebenen Steuereinheiten gezeigt) auf und beziehen sich auf einen Bereich auf einer Bedientafel, die die einzelnen unten angegebenen Vorgänge und Prozesse integriert steuert.
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Die Bedientafel beinhaltet zum Beispiel verschiedene Rechenvorrichtungen, wie etwa Personal Computer (PC), und Bewegungssteuerungen, wie etwa speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) und digitale Signalprozessoren (DSP).
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Die Arbeitsverfahrensinformationen 64 werden im Voraus in der Steuervorrichtung 6 aufgezeichnet. Die Arbeitsverfahrensinformationen 64 sind jedem Typ des Werkstücks 4 zugeordnet.
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Die Arbeitsverfahrensinformationen 64 beinhalten Einstellungsdateien für die Strahlbehandlungsvorrichtung 1 und dergleichen. Die Arbeitsverfahrensinformationen 64 sind elektronische Daten, die Verfahren zum automatischen Durchführen einer Strahlbehandlung an dem Werkstück 4 definieren, Einstellungsparameter und dergleichen.
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Die Arbeitsverfahrensinformationen 64, die elektronische Daten sind, sind in einer Online-Datenbank registriert. Die Arbeitsverfahrensinformationen 64 sind so gestaltet, dass sie von einer für die Einstellungen der Strahlbehandlungsvorrichtung 1 zuständigen Person über ein Netzwerk und dergleichen heruntergeladen werden können.
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In der vorliegenden Ausführungsform sind die Arbeitsverfahrensinformationen 64 in einem Format veranschaulicht, das über ein Netzwerk und dergleichen heruntergeladen werden kann, sie sind aber nicht darauf beschränkt. Die Übertragung und der Empfang der Arbeitsverfahrensinformationen 64 zu und von der Steuervorrichtung 6 können mit einem nicht gezeigten tragbaren Speichermedium und einem Eingabe-Ausgabe-Mittel dafür (zum Beispiel einem USB-Speicherstick und einem USB-Anschluss dafür) durchgeführt werden, die der Steuervorrichtung 6 bereitgestellt werden.
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Außerdem ist es selbstverständlich, dass die Arbeitsverfahrensinformationen 64 durch Übertragen von Informationen von einem weiteren PC-Endgerät zu der Steuervorrichtung 6 unter Verwendung eines Informationsübertragungskabels und dergleichen gespeichert werden können.
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Der Drehtisch 7 ist ein aus einem Metall hergestelltes Scheibenteil, das eine Form hat, die derjenigen der bereits beschriebenen Drehteller 3 sehr ähnlich ist. Seine Größe ist aber ähnlich der eines vergrößerten Drehtellers 3. Der Drehtisch 7 hat in seiner Mitte eine zweite Rotationswelle 71 und lässt die mehreren Drehteller 3, die am Umfang davon angeordnet sind, um die zweite Rotationswelle 71 umlaufen (rotieren).
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Wie oben erwähnt ist im Inneren der Kabine 2 der Drehtisch 7 mit der zweiten Rotationswelle 71 bereitgestellt und mehrere Drehteller 3 sind in gleichen Abständen am gleichen Umfang des Drehtischs 7 bereitgestellt.
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Auf dem Drehtisch 7 sind fünf dicht verschließbare Behandlungskammern 72 bis 76 um die zweite Rotationswelle 71 bereitgestellt und in jeder der Behandlungskammern 72 bis 76 sind fünf Drehteller 3 bereitgestellt. Die fünf Behandlungskammern 72 bis 76 sind so gestaltet, dass die Behandlungskammer 72 eine Einbringungs-/Entnahmekammer 72 ist, die Behandlungskammer 73 eine Vorbereitungskammer 73 ist, die Behandlungskammer 74 eine erste Bearbeitungskammer 74 ist, die Behandlungskammer 75 eine zweite Bearbeitungskammer 75 ist und die Behandlungskammer 76 eine Reinigungskammer 76 ist. Jede Behandlungskammer ist so gestaltet, dass sie nach außen geöffnet werden kann. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Behandlungskammern 72 bis 76 durch Wände getrennt. Die Vorbereitungskammer 73 weist eine Erkennungsvorrichtung 731 auf. Die Reinigungskammer 76 weist eine Blasvorrichtung 761 auf. Diese Vorrichtungen werden unten beschrieben.
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Die Drehteller 3 und der Drehtisch 7 werden mittels eines Antriebsmechanismus (nicht gezeigt) rotierend angetrieben. Der Antrieb der Drehteller 3 und des Drehtischs 7 wird mittels der zweiten Steuereinheit 62 der Steuervorrichtung 6 gesteuert.
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3 ist eine erläuternde Ansicht, die den Aufbau eines Antriebssystems zum Bewegen und Verschwenken der Düse 51 wie oben beschrieben veranschaulicht. 3 veranschaulicht einen Zustand, in dem veranlasst wird, dass die in 2 veranschaulichte erste Bearbeitungskammer 74 einer Düse 51 gegenüberliegt.
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Die Ausstoßvorrichtung 5 beinhaltet ein Antriebssystem für die Düse 51. Bezugszeichen 21 in dieser Zeichnung ist eine Decke 21 der Kabine 2. An der Oberseite der Decke 21 ist ein Träger 53 eingebaut. Für den Träger 53 ist ein in der Decke 21 bereitgestelltes Langloch 22 in Richtung des Pfeils X bereitgestellt. Die Kugelgewindetrieb-Keilwelle 54 ist so gelagert, dass sie sich in der Auf-Ab-Richtung durch das Langloch 22 erstreckt. In diesem Fall ist die Kugelgewindetrieb-Keilwelle 54 so gelagert, dass sie in der Auf-Ab-Richtung (z-Richtung) bewegbar ist und innerhalb eines gewissen Bereichs drehbar ist. Die Düse 51 ist am unteren Ende der Kugelgewindetrieb-Keilwelle 54 gelagert. Die Düse 51 weist einen Düsenkörper 55 und eine Düsenspitze 56 am distalen Ende davon auf. Die Düsenspitze 56 ist in der Auf-Ab-Richtung (Pfeil V) um die Welle J in der horizontalen Richtung verschwenkbar.
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In 3 wird die Bewegung der Düse 51 in der Auf-Ab-Richtung durch den Pfeil Z dargestellt und die Auf-Ab-Verschwenkung der Düsenspitze 56 wird durch den Pfeil V dargestellt.
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Der Schlauch 52, der das Strahlmittel S zuführt, ist mit dem Anschlussende der Düse 51 verbunden. Die Düse 51, ein Teil des Schlauchs 52 und ein Teil der Kugelgewindetrieb-Keilwelle 54 sind mit einer Manschette 57 verkleidet. So werden die Teile bei Durchführung einer Strahlbehandlung nicht durch zurückprallendes Strahlmittel S beschädigt.
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Der Träger 53 wird von einer Führungsschiene 23 getragen, die über der Decke 21 bereitgestellt ist. Der Träger 53 ist in der x-Richtung bewegbar, in der sich die Führungsschiene 23 erstreckt. An dem Träger 53 ist ein Motor 531 für Antrieb in x-Richtung montiert. Durch Betrieb dieses Antriebsmotors 531 ist es möglich, den Träger 53 und die Kugelgewindetrieb-Keilwelle 54 in der x-Richtung über einen Getriebezug (nicht gezeigt) anzutreiben. Diese Bewegung ermöglicht die Durchführung des Vorgangs des Bewegens der Düse 51 der Ausstoßvorrichtung 5 hin zu oder weg von dem Werkstück 4 und des Positionierens in der x-Richtung.
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Außerdem ist am Träger 53 ein Links-Rechts-Pendelantriebsmotor 532 montiert. Durch Betrieb dieses Antriebsmotors 532 ist es möglich, die Kugelgewindetrieb-Keilwelle 54 über einen Getriebezug 533 innerhalb eines gewissen Bereichs zu drehen. Dieses Drehen macht es möglich, die Düse 51 in Bezug auf das Werkstück 4 in der Links-Rechts-Richtung zu verschwenken und mit einem vorbestimmten Winkel in der Links-Rechts-Richtung zu positionieren.
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Außerdem ist am oberen Ende des Trägers 53 ein Motor für Antrieb in z-Richtung 534 montiert. Durch Betrieb des Antriebsmotors 534 ist es möglich, die Kugelgewindetrieb-Keilwelle 54 in der Auf-Ab-Richtung (z-Richtung) zu bewegen. Diese Bewegung macht es möglich, die Düse 51 in Bezug auf das Werkstück 4 in der Auf-Ab-Richtung (z-Richtung) auf und ab zu bewegen und die Positionierung in der z-Richtung durchzuführen.
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3 veranschaulicht einen Teil der ersten Bearbeitungskammer 74. Wie in 3 veranschaulicht, wird ein Werkstück 4 auf den auf dem Drehtisch 7 bereitgestellten Drehteller 3 gesetzt. In dieser Ausführungsform werden als Beispiel für das Werkstück 4 Zahnräder gezeigt. Wie in 3 veranschaulicht, sind vier Zahnräder gestapelt. Das Werkstück 4 wird auf einem Schaftkörper 41 angebracht und das gesamte Werkstück 4 wird mittels eines Anpresselements 42 in einer befestigten Stellung befestigt. Ein Halteelement 44 eines Werkstückhaltemechanismus 43 wird über dem Anpresselement 42 positioniert. Beim Durchführen einer Strahlbehandlung bewegt sich das Halteelement 44 abwärts und hält das Anpresselement 42 in einer befestigten Stellung fest, so dass die vier Zahnräder (Werkstück 4) sicher festgehalten werden.
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4 veranschaulicht wichtige Teile des Strahlmittelzuführmechanismus 8, der das Strahlmittel S in 1 bis 3 zur Düse 51 in der Ausstoßvorrichtung 5 zuführt. Der Strahlmittelzuführmechanismus 8 ist außerhalb der Kabine 2 bereitgestellt. Der Strahlmittelzuführmechanismus 8 weist einen Vorratsbehälter 81, in dem das Strahlmittel S gespeichert wird, eine Ablassvorrichtung 82, einen Druckbehälter 83, einen innerhalb des Druckbehälters 83 bereitgestellten Füllstandsensor 84, einen Plattenschieber 85, eine Vorrichtung zum Einstellen der zugeführten Menge 86 und ein Mischventil 87 auf.
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Das im Vorratsbehälter 81 gespeicherte Strahlmittel S wird über die Ablassvorrichtung 82 in den Druckbehälter 83 gefüllt. Die Steuerung des Strahlmittelzuführmechanismus 8 einschließlich der Steuerung des Öffnens und Schließens der Ablassvorrichtung 82, der Druck des Druckbehälters 83, die Menge des Strahlmittels S in dem Druckbehälter 83, das Öffnen und Schließen des Plattenschiebers 85 und die Vorrichtung zum Einstellen der zugeführten Menge 86 werden von der dritten Steuereinheit 63 der Steuervorrichtung 6 gesteuert.
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In der vorliegenden Ausführungsform wird Druckluft als das Fluid zum Umwälzen des Strahlmittels verwendet. Unter der Steuerung der dritten Steuereinheit 63 wird das in den Druckbehälter 83 eingefüllte Strahlmittel S durch den flexiblen Schlauch 52 über den Plattenschieber 85, die Vorrichtung zum Einstellen der zugeführten Menge 86 und das Mischventil 87 geführt und erreicht die Düse 51.
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Hier ist das in 4 veranschaulichte Bezugszeichen 88 eine Messvorrichtung 88, die den Druck oder den Durchfluss der Druckluft (Fluid) oder beides misst. Das Bezugszeichen 89 ist eine Messvorrichtung 89, die den Ausstoßdruck des Strahlmittels aus der Düse misst. Die Ausstoßvorrichtung 5 weist die Messvorrichtungen 88, 89 auf, die den Druck oder Durchfluss der Druckluft (Fluid), die das Strahlmittel S befördert, und den Ausstoßdruck des Strahlmittels aus der Düse messen. Die Steuervorrichtung 6 weist die dritte Steuereinheit 63 auf, die die Ausstoßvorrichtung auf Basis der Messergebnisse der Messvorrichtungen 88, 89 steuert.
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Als nächstes wird eine Strahlbehandlung des Werkstücks 4 mittels der Strahlbehandlungsvorrichtung 1, die die oben erwähnten Anordnungen aufweist, beschrieben. Wie bereits beschrieben sind oben auf dem Drehtisch 7 fünf Behandlungskammern 72 bis 76 bereitgestellt. Das Werkstück 4 wird durch Durchlaufen der unten angegebenen fünf Schritte bearbeitet.
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Einsetzen des Werkstücks 4
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Eine Bedienkraft A setzt in der Einbringungs-/Entnahmekammer 72 ein Werkstück 4 auf einen Drehteller 3, indem sie vier zu bearbeitende Zahnräder auf dem Schaftkörper 41 stapelt und das Anpresselement 42 anbringt. Nach Ende der Einbringungsarbeit überträgt die Bedienkraft A Informationen, die angeben, dass die Einbringungsarbeit in einem abgeschlossenen Zustand ist, an eine Eingabevorrichtung (nicht gezeigt), die Informationen an die Steuervorrichtung 6 übermittelt. Die Steuervorrichtung 6 überwacht den Zustand der Behandlungskammern und prüft, ob die Vorbereitung jeder Behandlungskammer abgeschlossen ist. Bei Bestätigung, dass die Vorbereitung jeder Behandlungskammer abgeschlossen wurde, bewegt die Steuervorrichtung 6 den Drehtisch mittels der zweiten Steuereinheit 62 diskontinuierlich auf eine Bezugsposition. Speziell treibt die Steuervorrichtung 6 den Drehtisch 7 so an, dass das Werkstück 4, das an diesem Punkt eingesetzt worden ist, gedreht und zur Vorbereitungskammer 73 bewegt wird. Hier bedeutet die Bezugsposition der Düse 51 die Position der Rotationswelle 31 des Drehtellers 3 während der Bearbeitung in der ersten und zweiten unten beschriebenen Bearbeitungskammer 74, 75.
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Erkennung des Typs des Werkstücks 4
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Die Vorbereitungskammer 73 weist die Erkennungsvorrichtung 731 auf, die den Typ des Werkstücks 4 erkennt. Im vorliegenden Beispiel ist die Erkennungsvorrichtung 731 ein QR-Code- (eingetragenes Warenzeichen) -Lesegerät 731. Das QR-Code- (eingetragenes Warenzeichen) -Lesegerät 731 liest einen auf das Werkstück 4 aufgedruckten QR-Code (eingetragenes Warenzeichen) und überträgt diese Informationen an die Steuervorrichtung 6. Die Steuervorrichtung 6 identifiziert den Typ des Werkstücks 4 und dergleichen auf Basis der gesendeten Informationen und wählt dem Typ des Werkstücks 4 entsprechende Arbeitsverfahrensinformationen 64 aus. Arbeitsverfahrensinformationen 64 sind Bearbeitungseinstellungsinformationen, die den Betrieb der Strahlbehandlungsvorrichtung 1 bei der Bearbeitung für das Werkstück 4 steuern. Zu Steuerzielen zählen die Positionierung und der Betrieb der Düse 51, die Drehung des Drehtellers, Durchfluss und Druck des Strahlmittels S aus der Düse 51 und dergleichen. Die Steuervorrichtung 6 weist für jeden Typ des Werkstücks 4 eingestellte Arbeitsverfahrensinformationen 64 auf und steuert die Ausstoßvorrichtung 5 auf Basis der an diesem Punkt ausgewählten Arbeitsverfahrensinformationen 64.
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Strahlbehandlung des Werkstücks 4
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Nach Abschluss der Erkennung des Typs, wie bereits beschrieben, wird das Werkstück 4 mittels des Drehantriebs des Drehtischs 7, der von der zweiten Steuereinheit 62 gesteuert wird, von der Vorbereitungskammer 73 zur ersten Bearbeitungskammer 74 gesendet. Im vorliegenden Beispiel sind in der ersten Bearbeitungskammer 74 zwei Düsen vorgesehen. Der Betrieb der Düsen 51 kann gleich sein, außer dass die jeweiligen Betriebsabläufe unabhängig sind. Im vorliegenden Beispiel wird eine Beschreibung mit Schwerpunkt auf einer Düse 51 bereitgestellt. In diesem Fall wird die andere Düse 51 ähnlich der einen Düse 51 ebenfalls simultan unabhängig gesteuert.
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Wenn das Werkstück 4 zur ersten Bearbeitungskammer 74 bewegt wird, wird die Düse 51 an einer Ausgangsposition angehalten, die die Bewegung des Werkstücks 4, die in 3 als durchgezogene Linie P veranschaulicht wird, nicht stört. Wenn das Werkstück 4 sich auf die Bezugsposition der Düse 51 bewegt, bewegt sich die Düse 51 auf eine in den Arbeitsverfahrensinformationen 64 in Bezug auf das Verschwenken in der x-Richtung, der z-Richtung und der Links-Rechts- und Auf-Ab-Richtung eingestellte Position (Position Q, in 3 durch eine Strich-Zweipunktlinie angezeigt) mittels des bereits beschriebenen Betriebs des Antriebssystems der Düse 51. Danach wird die Strahlbehandlung gemäß den Bearbeitungseinstellungen in den Arbeitsverfahrensinformationen 64 durchgeführt. Der Drehteller 3 dreht sich mit einer in den Arbeitsverfahrensinformationen 64 eingestellten Umdrehungsgeschwindigkeit. Das Strahlmittel S wird von der Düse 51 mit einem eingestellten Druck und Durchfluss ausgestoßen. Die Düse 51 bewegt sich eine eingestellte Anzahl von Malen mit einer in den Arbeitsverfahrensinformationen 64 eingestellten Geschwindigkeit in der z-Richtung auf und ab.
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Wenn die Strahlbehandlung gemäß den Einstellungen der Arbeitsverfahrensinformationen 64 endet, bewegt sich die Düse 51 wieder in die Ausgangsposition, die die anfängliche Position ist. Danach wird das Werkstück 4 von der ersten Bearbeitungskammer 74 zur zweiten Bearbeitungskammer 75 gesendet. In der zweiten Bearbeitungskammer 75 wird eine zweite Strahlbehandlung auf Basis der Arbeitsverfahrensinformationen 64 durchgeführt. Nach Abschluss der Strahlbehandlung wird das Werkstück 4 von der zweiten Bearbeitungskammer 75 zur Reinigungskammer 76 gesendet.
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Reinigung des Werkstücks 4
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Die Reinigungskammer 76 weist die Blasvorrichtung 761 auf, die Fremdkörper wie zunderartige Sandreste und das Strahlmittel S, die am Werkstück 4 haften, entfernt. Nachdem das Werkstück 4 in die Reinigungskammer 76 gesendet worden ist, bläst die Blasvorrichtung 761 das Werkstück 4 unter Verwendung von Druckluft zur Entfernung von Fremdkörpern ab. Zu diesem Zeitpunkt wird das gesamte Werkstück 4 durch Drehen des Drehtellers 3 abgeblasen. Nach Abschluss der Blasbehandlung wird das Werkstück 4 von der Reinigungskammer 76 zur Einbringungs-/Entnahmekammer 72 gesendet.
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Entnahme des Werkstücks 4
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Die Bedienkraft A nimmt das Werkstück 4 heraus, das in die Einbringungs-/Entnahmekammer 72 zurückgeführt wurde, und transportiert das Werkstück 4 zum nächsten Schritt. Nach Entnahme des Werkstücks 4 und der erneuten Rückkehr zu dem zuvor beschriebenen Schritt (1) setzt die Bedienkraft A ein neues Werkstück 4 auf den Drehteller 3.
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Die oben erwähnten Schritte (1) bis (5) werden simultan durchgeführt und die Steuervorrichtung 6 prüft, dass die Behandlung in jeder der Behandlungskammern 72 bis 76 abgeschlossen wurde und steuert die diskontinuierliche Bewegung des Drehtischs zum Durchführen von Strahlbehandlungen. Im vorliegenden Beispiel werden die Strahlbehandlungen mit beiden Behandlungskammern, der ersten und der zweiten Bearbeitungskammer 74, 75, durchgeführt, es ist aber auch möglich, sie so einzustellen, dass Strahlbehandlungen mit nur einer Bearbeitungskammer durchgeführt werden.
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Als Nächstes werden die Wirkungen des Ausrichtens des Ausstoßes des Strahlmittels S in Bezug auf das Werkstück 4 mit Bezug auf die 5 bis 7 beschrieben. Die 5 bis 7 dienen zur Beschreibung des Ausstoßens des Strahlmittels S in Richtung auf ein Zahnrad 4 (Werkstück 4) und sind erläuternde Ansichten, die einen Teil des Zahnrads 4 und der Düsenspitze 56 am vorderen Ende der Düse 51 veranschaulichen.
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5 stellt das Strahlmittel S dar, das vom distalen Ende der Düsenspitze 56 im Wesentlichen lotrecht in Richtung auf eine Bodenfläche 45 einer Nut des Zahnrads 4 ausgestoßen wird. Während einer Strahlbehandlung dreht sich das Zahnrad 4 mittels der Drehung des Drehtellers 3 in der durch Pfeil R angezeigten Richtung. Wenn eine Strahlbehandlung mit einem solchen Winkel durchgeführt wird, ist die Menge des Strahlmittels S, die in Richtung auf eine Seite 46 ausgestoßen wird, verglichen mit der gestrahlten Menge des Strahlmittels S klein, weil das Strahlmittel S nur in einer Schrägrichtung oder im Wesentlichen horizontal auf die Seite 46 der Nut des Zahnrads 4, das ursprünglich oberflächenbehandelt werden soll, aufprallt.
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Dort wird das Strahlmittel S unter Verwendung des Links-Rechts-Schwenkmechanismus der Düse 51 in der vorliegenden Ausführungsform in einem vorbestimmten Winkel in Bezug auf das Werkstück 4 ausgestoßen. 6 veranschaulicht das Ausstoßen des Strahlmittels S in Bezug auf das Zahnrad 4 in einem vorbestimmten Winkel. Verglichen mit 5 wird eine große Menge Strahlmittel S zur Seite 46 ausgestoßen, die einer Strahlbehandlung unterzogen werden soll. Weil das Einstellen eines großen Winkels verursachen könnte, dass das Strahlmittel S durch einen Vorsprung 47 des Zahnrads 4 abgeschirmt wird, besteht, wie in 6 veranschaulicht, die Notwendigkeit, einen geeigneten Winkel gemäß der Form des Zahnrads 4 einzustellen. 7 stellt den simultanen Ausstoß des Strahlmittels S mittels zweier Düsenspitzen 56a, 56b dar. Weil es zwei Seiten der Nut des einer Strahlbehandlung zu unterziehenden Zahnrads 4 gibt, Seite 46a und Seite 46b, ist es möglich, die einer Behandlung zu unterziehenden Seiten dadurch simultan zu behandeln, dass die zwei Düsenspitzen simultanes Ausstoßen auf diese Weise durchführen.
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8 and 9 sind erläuternde Ansichten von 5 bis 7, von der Seite gesehen. In den Zeichnungen wird der Vorsprung 47 des Zahnrads 4 mit einer durchgezogenen Linie angedeutet und der Boden 45 der Nut wird mit einer punktierten Linie angedeutet. Wenn die Nut des Zahnrads 4 einer Strahlbehandlung unterzogen wird, sind der Einfallswinkel und der Reflexionswinkel des Strahlmittels S im Wesentlichen gleich, falls das Strahlmittel S horizontal ausgestoßen wird, es besteht daher die Gefahr, dass ein Strahlmittel S2, das auf die zu behandelnde Oberfläche aufgeprallt und zurückgeprallt ist, und ein Strahlmittel S1, das aus der Düsenspitze 56 ausgestoßen wird, aufeinanderprallen, was die Menge des Strahlmittels S, die die zu behandelnde Oberfläche erreicht, reduziert (8). Um das zu vermeiden, wird die Düsenspitze 56 in einem Winkel θ nach unten (nach oben) gerichtet und das Strahlmittel S wird ausgestoßen, was die Reflexion des auf die zu behandelnde Oberfläche aufprallenden Strahlmittels S nach unten (nach oben) ändert. Das von oben (unten) mit einem vorbestimmten Winkel einfallende Strahlmittel S1 reflektiert nach dem Aufprallen auf die zu behandelnde Oberfläche als das Strahlmittel S2 nach unten (oben) (9), so dass das Aufeinanderprallen der Strahlmittel S vermieden wird und es möglich ist, die Menge des Strahlmittels zu vergrößern, die die zu behandelnde Oberfläche erreicht.
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Wie oben beschrieben, weist die Strahlbehandlungsvorrichtung 1 einen Drehteller 3, der eine erste Rotationswelle 31 hat und der ein Werkstück 4 festhält und dreht, eine Ausstoßvorrichtung 5, die ein Strahlmittel S aus einer Düse 51 zu dem Werkstück 4 ausstößt, und eine Steuervorrichtung 6, die eine erste Steuereinheit 61 aufweist, die die Ausstoßvorrichtung 5 steuert, auf. Außerdem weist das die Strahlbehandlungsvorrichtung 1 verwendende Strahlbehandlungsverfahren das Festhalten und Drehen des Werkstücks 4 mit der ersten Rotationswelle 31, das Ausstoßen des Strahlmittels S aus der Düse 51 zu dem Werkstück 4, das Festhalten der Düse 51, so dass sie in den Richtungen einer x-Achse, sich zu oder weg von dem Werkstück 4 bewegend, und einer z-Achse, zu der ersten Rotationswelle 31 parallel, positionierbar und/oder bewegbar ist, das Festhalten der Düse 51, um Links-Rechts- und Auf-Ab-Positionieren und/oder -Verschwenken in Bezug auf die erste Rotationswelle 31 zu ermöglichen, und Durchführen der Bearbeitung durch eine Kombination dieser Positionierungen, Bewegungen und Verschwenkungen auf.
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Wie oben beschrieben, können die Strahlbehandlungsvorrichtung und das Strahlbehandlungsverfahren der vorliegenden Ausführungsform auf die Massenproduktion einer breit gefächerten Palette von Produkten angewendet werden.
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Die Strahlbehandlungsvorrichtung 1 und das Strahlbehandlungsverfahren der vorliegenden Ausführungsform können den Durchsatz von Strahlbehandlungen erhöhen und können auf die Produktion einer breit gefächerten Palette von Produkten angewendet werden, weil die Einbringungs-/Entnahmekammer 72, die Vorbereitungskammer 73, die erste Bearbeitungskammer 74, die zweite Bearbeitungskammer 75 und die Reinigungskammer 76 auf dem Drehtisch 7 bereitgestellt sind und die in jede der Behandlungskammern 72 bis 76 eingesetzten Werkstücke 4 simultan parallel behandelt werden.
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Die Strahlbehandlungsvorrichtung 1 und das Strahlbehandlungsverfahren der vorliegenden Ausführungsform umfassen Arbeitsverfahrensinformationen 64, die für jeden Typ des Werkstücks 4 eingestellt sind, und eine Erkennungsvorrichtung 731, die den Typ des Werkstücks 4 erkennt, auf und die Auswahl der Arbeitsverfahrensinformationen 64, die die Steuerung der Strahlbehandlung einstellen, wird auf Basis des Typs des Werkstücks 4, das von der Erkennungsvorrichtung 731 erkannt wird, durchgeführt. Dementsprechend ist es möglich, Arbeitsverfahrensinformationen 64 des in die Vorbereitungskammer 73 eingesetzten Werkstücks 4 vor Durchführung von Strahlbehandlungen mit der ersten und der zweiten Bearbeitungskammer 74, 75 zu erstellen und die effiziente Massenproduktion einer breit gefächerten Palette von Produkten ist möglich.
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In der oben erwähnten Ausführungsform wurde ein QR-Code-(eingetragenes Warenzeichen) -Lesegerät, das einen QR-Code (eingetragenes Warenzeichen) erkennt, der auf das Werkstück 4 aufgedruckt ist, als die Erkennungsvorrichtung 731 eingesetzt, die den Typ des Werkstücks 4 erkennt, sie ist aber nicht darauf beschränkt. Die Vorrichtung kann eine sein, die einen Strichcode oder einen Code, der eine Kombination von alphabetischen Buchstaben und Zahlen ist, liest. Darüber hinaus kann mittels einer Videokamera Bilderkennung durch die Form des Werkstücks selbst eingesetzt werden. Außerdem kann die Bedienkraft A, wenn die Erkennungsvorrichtung 731 nicht verwendet wird, beim Einstellen eines Werkstücks 4 in der Einbringungs-/Entnahmekammer Informationen, die für die Auswahl von Arbeitsverfahrensinformationen erforderlich sind, wie etwa die Produkttypnummer, in die Steuervorrichtung 6 eingeben.
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In der vorliegenden Ausführungsform wird der Betrieb der Düse 51 während einer Strahlbehandlung so beschrieben, dass die Düse 51 bezüglich der x-Achse, Links-Rechts- und Auf-Ab-Verschwenkung positioniert und dann angehalten wird und die Düse 51 bezüglich der z-Achse auf- und abbewegt wird, er ist aber nicht darauf beschränkt. Es kann jede Kombination von Positionieren und dann Anhalten der Düse 51 in Bezug auf x-Achsen-, y-Achsen-, Links-Rechts- und Auf-Ab-Vorgängen und Vorgängen, bei denen die Düse 51 während einer Strahlbehandlung in Bezug auf dieselben weiterbewegt wird, eingestellt werden. Es kann auch frei gewählt werden, ob zwei Bearbeitungskammern 74, 75 verwendet werden sollen oder nicht. Außerdem sind in der vorliegenden Ausführungsform zwei Düsen 51 in einer Bearbeitungskammer bereitgestellt, ihre Anzahl ist aber nicht darauf beschränkt und es ist möglich, ein oder mehr Düsen einzusetzen. Selbst wenn es mehrere Düsen 51 gibt, kann ihre Steuerung unabhängig eingestellt werden und ihre Verwendung oder Nichtverwendung wird ebenfalls beliebig ausgewählt.
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Außerdem sind in der oben erwähnten Ausführungsform die Behandlungskammern 72 bis 76 so gestaltet, dass sie durch Wände getrennt sind, sie sind aber nicht darauf beschränkt. Zwischen den Behandlungskammern 72 bis 76 können streifenartige Gummibahnen ähnlich Lamellenvorhängen angebracht werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Strahlbehandlungsvorrichtung
- 3
- Drehteller
- 31
- Erste Rotationswelle
- 4
- Werkstück
- 5
- Ausstoßvorrichtung
- 51
- Düse
- 6
- Steuervorrichtung
- 61
- Erste Steuereinheit
- 62
- Zweite Steuereinheit
- 63
- Dritte Steuereinheit
- 64
- Arbeitsverfahrensinformationen
- 7
- Drehtisch
- 71
- Zweite Rotationswelle
- 72
- Einbringungs-/Entnahmekammer (Behandlungskammer)
- 73
- Vorbereitungskammer (Behandlungskammer)
- 731
- Erkennungsvorrichtung (QR-Code- (eingetragenes Warenzeichen) -Lesegerät)
- 74
- Bearbeitungskammer 1 (Behandlungskammer)
- 75
- Bearbeitungskammer 2 (Behandlungskammer)
- 76
- Reinigungskammer (Behandlungskammer)
- 88, 89
- Druck-/Durchfluss-Messvorrichtung
- S
- Strahlmittel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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