JP2004066104A - 加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加工対象物に対して加工用流体物質を噴射して加工処理を行う加工装置において、被加工領域の大きさに応じた加工処理が可能であり、加工用流体物質の浪費を抑制できる加工装置を提供する。
【解決手段】第２加工装置２は、第２ガン移動機構部１１５において、サーボモータ１２５による回転運動をボールネジ１３３を用いて往復運動に変換して溶射ガン１３を移動させて、酸素センサ１７に対する溶射ガン１３の相対位置を連続的に変化させている。これにより、溶射ガン１３によるセラミックス原料の噴射領域を拡大でき、第２加工装置２は、保護被膜の形成領域の大きい酸素センサに対しても保護被膜の加工処理（噴射処理）が可能となる。また、保護被膜の形成面積を目的に応じた大きさに設定することで、目標部分以外の領域に噴射されるセラミックス原料の量を減少でき、セラミックス原料の浪費を防止できある。
【選択図】　図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加工対象物に対して噴射部から加工用流体物質を噴射して、加工対象物を加工する加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、加工対象物を加工するための加工装置として、加工対象物に対して加工用流体物質の噴射動作を行う噴射部を備えた加工装置が知られている。
例えば、噴射部としてのプラズマ溶射ガンを用いてセラミックス溶射を行うことで、酸素センサ素子に対して保護被膜を形成するための加工装置がある。
【０００３】
このような加工装置は、噴射部の位置が固定されており、噴射部の噴射領域に加工対象物を配置したあと、噴射部による噴射動作を行うことで、加工対象物を加工するよう構成されている。
なお、噴射部を備える加工装置としては、例えば、噴射部としてのプラズマ溶射ガンを用いてセラミックス溶射を行うことで、酸素センサ素子に対して保護被膜を形成するための加工装置が挙げられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、噴射部の位置が固定された加工装置においては、噴射部と加工対象物との相対位置が常に一定に維持されることから、被噴射領域（被加工領域）の大きさが固定されるため、加工可能な加工対象物の種類が限定されるという問題がある。すなわち、被加工領域の大きい加工対象物においては、被加工領域が噴射部の噴射領域に収まらないために、加工処理が不可能となる虞がある。
【０００５】
この問題に対しては、加工対象となる複数種類の加工対象物のうち被加工領域が最も大きい加工対象物を特定し、その加工対象物の被加工領域が収まる広い噴射領域に対して、加工用流体物質を噴射可能な噴射部を備えるとよい。これにより、被加工領域の大きさに依らず、いずれの加工対象物についても加工処理（噴射処理）が可能となる。
【０００６】
しかし、このように噴射領域が広い噴射部を備える場合、被加工領域が小さい加工対象物に対する加工を行う際には、被加工領域以外の領域に噴射される加工用流体物質が多くなり、加工用流体物質が無駄に消費されるという問題が生じることになる。
【０００７】
そこで、本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものであり、加工対象物に対して加工用流体物質を噴射して加工処理を行う加工装置において、被加工領域の大きさに応じた加工処理が可能であり、加工用流体物質の浪費を抑制できる加工装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するためになされた請求項１記載の発明は、加工対象物に対して噴射部から加工用流体物質を噴射して、加工対象物を加工する加工装置であって、一連の加工手順に関する動作パラメータを設定するための操作設定手段と、操作設定手段により設定された動作パラメータに基づき定められる一連の加工手順に応じて、加工対象物に対する噴射部の相対位置を連続的に制御するための移動制御信号を出力する制御手段と、移動制御信号に基づいて噴射部を移動させる噴射部移動手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
このように構成された加工装置は、加工対象物への噴射動作を行うにあたり、一連の加工手順に従い加工対象物に対する噴射部の相対位置を連続的に変化させることができる。そして、噴射部を連続的に移動させることで、噴射部による加工用流体物質の噴射領域を拡大することができ、被加工領域の大きい加工対象物に対して加工処理（噴射処理）を行うことができる。
【００１０】
また、一連の加工手順が動作パラメータに基づき定められることから、加工対象物に応じて適切な加工手順を設定することができ、種類の異なる加工対象物のそれぞれに対して、適切な加工処理を施すことができる。例えば、噴射部の移動速度に関する動作パラメータを操作設定手段を用いて設定することで、噴射部の移動速度を加工対象物に応じて設定することができ、これにより被加工領域における単位面積あたりの加工用流体物質の噴射量を変更することができる。また、例えば、被加工領域が小さい加工対象物を加工する際には、その被加工領域の面積に応じた動作パラメータを操作設定手段を用いて設定することで、噴射部の移動範囲をその被加工領域の面積に応じて設定でき、被加工領域以外の領域に噴射される加工用流体物質の噴射量を減少できる。
【００１１】
よって、本発明（請求項１）の加工装置によれば、加工対象物における被加工領域の大きさ（面積）に応じて加工処理を実行することができ、また、加工用流体物質の浪費を抑制することができる。
なお、上述（請求項１）の加工装置は、請求項２に記載のように、噴射部が、プラズマ溶射を行う溶射ガンであるとよい。
【００１２】
つまり、プラズマ溶射を行う溶射ガンは、加工用流体物質として比較的高価な物質を噴射する用途に用いられることが多いことから、このような溶射ガンを備える加工装置に対して噴射部を連続的に移動させる上記発明を適用することで、加工用流体物質の浪費を抑制でき、コストの低減を図ることができる。
【００１３】
次に、上述（請求項１または請求項２）の加工装置に備えられる噴射部移動手段は、請求項３のように、噴射部が少なくとも往復運動するように、噴射部を移動させるとよい。
つまり、噴射部が少なくとも往復運動することで、加工用流体物質の噴射領域を拡大することができ、被加工領域の大きい加工対象物に対する加工処理（噴射処理）が可能となる。また、往復運動における噴射部の往復範囲（往復距離）を変更することで、噴射領域を拡大あるいは縮小することができ、加工対象物に応じた噴射領域の設定が可能となる。
【００１４】
そして、噴射部を往復運動させるためには、例えば、請求項４に記載のように、噴射部移動手段が、移動制御信号に基づいて回転駆動し、外部に回転運動を伝達する動力源である回転動力部と、回転動力部から伝達される回転運動を往復運動に変換して、噴射部を往復運動させる運動変換手段と、を備えるとよい。
【００１５】
つまり、噴射部移動手段は、噴射部を移動させるための動力を必要とするが、動力源として一般に広く用いられている回転動力部を用いることで、コストの低減を図ることができる。なお、回転動力部としては、例えば、電動モータなどが挙げられる。そして、運動変換手段が、回転動力部から伝達される回転運動を往復運動に変換して、噴射部を往復運動させるのである。
【００１６】
よって、本発明（請求項４）の加工装置によれば、噴射部を往復運動させることができ、加工用流体物質の噴射領域を拡大することができる。
そして、運動変換手段は、例えば、請求項５に記載のように、回転中心軸からの距離が異なる点の集合である環状の偏芯軌道部が形成されると共に、回転動力部による回転運動が伝達されて回転中心軸を中心に回転する偏芯カムと、噴射部が連結されると共に、偏芯軌道部に係合するカム係合部が形成された往復運動伝達部と、を備え、偏芯カムの回転に伴い偏芯軌道部におけるカム係合部との係合位置を変化させて、偏芯軌道部の回転角度に応じてカム係合部と回転中心軸との距離を変化させることにより、往復運動伝達部と共に噴射部を往復運動させるとよい。
【００１７】
つまり、このように構成された運動変換手段においては、偏芯カムが回転中心軸を中心として回転すると、往復運動伝達部のうち偏芯軌道部との係合部分であるカム係合部は、偏芯カムの回転角度に応じて、回転中心軸までの距離が連続的に変化するように移動する。つまり、偏芯カムが回転することにより、往復運動伝達部のカム係合部は、回転中心軸に最も近くなる第１位置と、回転中心軸に最も遠くなる第２位置とがそれぞれ両端となる範囲において、往復運動を行うことになる。
【００１８】
このように偏芯カムと往復運動伝達部を備える運動変換手段は、回転動力部による回転運動を往復運動に変換することができ、往復運動伝達部に固定された噴射部を、往復運動伝達部と共に往復運動させることができる。
よって、本発明（請求項５）の加工装置によれば、噴射部を移動できることから、加工対象物における被加工領域の大きさに応じて加工処理を実行することができ、また、加工用流体物質の浪費を抑制することができる。
【００１９】
そして、上述（請求項４または請求項５）の加工装置は、請求項６に記載のように、運動変換手段と噴射部との連結部分に設けられ、運動変換手段に対して、噴射部を、運動変換手段による往復運動の運動方向に平行な方向に変位させる補助往復駆動手段を備えるとよい。
【００２０】
つまり、運動変換手段とは別に補助往復駆動手段を備えることで、運動変換手段による往復運動範囲に対して補助往復駆動手段による変位範囲が加えられた広い範囲において、噴射部を移動させることが可能となる。
また、運動変換手段による往復運動時において、補助往復駆動手段が、運動変換手段による往復運動方向とは反対方向で、かつ往復距離よりも短い距離だけ噴射部を変位させることで、噴射部の実質的な往復距離（往復範囲）を短縮することができる。
【００２１】
よって、本発明（請求項６）の加工装置によれば、噴射部の移動範囲（往復距離）をより小さい単位毎に設定変更することができ、被加工領域の大きさに応じて噴射領域を適切な大きさに設定することが可能となる。これにより、より多くの種類の加工対象物に対応した加工処理が実行可能となる。
【００２２】
また、上述（請求項４）の加工装置は、例えば、請求項７に記載のように、回転動力部が、正回転および逆回転のいずれの回転方向にも回転可能に構成され、運動変換手段は、外周表面にネジ溝を有する長軸状に形成されると共に回転動力部による回転運動が伝達される雄ネジ状軸体と、噴射部が連結されると共に雄ネジ状軸体のネジ溝に係合するネジ溝係合部を有し、雄ネジ状軸体の軸線方向に移動する係合往復部と、を備えて構成され、雄ネジ状軸体の回転によりネジ溝係合部をネジ溝に沿って雄ネジ状軸対の軸線方向に移動させるにあたり、雄ネジ状軸体の回転方向を反転させてネジ溝に対するネジ溝係合部の移動方向を反対方向に転換して、係合往復部を往復運動させることにより、噴射部を往復運動させるとよい。
【００２３】
つまり、雄ネジ状軸体と係合往復部とを備えた運動変換手段は、雄ネジ状軸体を回転させることで係合往復部を雄ネジ状軸体の軸線方向の一方向に移動させることができ、また、雄ネジ状軸体を反対方向に回転させることで、係合往復部を雄ネジ状軸体の軸線方向の反対方向に移動させることができる。このため、雄ネジ状軸体の回転方向を一定周期毎あるいは一定回転数毎に反転させて、正回転と逆回転とを繰り返し行うことにより、係合往復部は往復運動を行うことになる。
【００２４】
このように雄ネジ状軸体と係合往復部とを備える運動変換手段は、回転動力部による回転運動を往復運動に変換することができ、係合往復部に固定された噴射部を、係合往復部と共に往復運動させることができる。
また、雄ネジ状軸体の回転方向を反転させるまでの周期あるいは回転数を変化させることで、係合往復部の往復距離（移動範囲）を変更できることから、被加工領域の大きさに応じて、回転方向の反転周期あるいは回転数を設定することで、噴射部の移動範囲を適切な範囲に設定することが可能となる。
【００２５】
よって、本発明（請求項７）の加工装置によれば、噴射部を移動できることから、加工対象物における被加工領域の大きさに応じて加工処理を実行することができ、また、加工用流体物質の浪費を抑制することができる。
次に、上述（請求項６または請求項７）の加工装置は、請求項８に記載のように、操作設定手段が、動作パラメータとして、少なくとも往復運動の往復距離（ストローク長）を設定可能に構成されているとよい。
【００２６】
上述した加工装置（運動変換手段および補助往復駆動手段を備える加工装置や、雄ネジ状軸体と係合往復部とを有する運動変換手段を備える加工装置）は、噴射部の往復運動の往復距離を変更可能な構成である。このため、往復運動の往復距離を設定可能に構成された操作設定手段を備えることで、一連の加工手順における噴射領域を容易に変更することができる。
【００２７】
このような変更作業が可能となることで、例えば、偏芯カムを交換することで往復距離を変更する構成の加工装置に比べて、往復距離を変更するための変更作業に要する労力を低減することができる。
よって、本発明（請求項８）の加工装置によれば、加工対象物における被加工領域の大きさに応じて噴射領域を容易に設定することができ、一連の加工手順の内容を変更するための変更作業の煩雑さを解消することができる。
【００２８】
そして、上述（請求項１から請求項８のいずれか）の加工装置は、請求項９に記載のように、加工対象物を保持すると共に、噴射部による噴射領域において加工対象物を回転させる加工対象物回転手段を備えるとよい。
つまり、加工対象物回転手段を備えることで、加工対象物の表面のうち一面だけではなく加工対象物の表面の全周に対して加工用流体物質を噴射する必要がある用途においても、本発明の加工装置を使用することが可能となる。
【００２９】
よって、本発明（請求項９）の加工装置によれば、全周にわたり被加工領域が設けられた加工対象物に対しても加工処理を行うことができ、被加工領域の大きさに応じた加工処理が可能となる。
そして、加工対象物回転手段は、請求項１０に記載のように、加工対象物を保持すると共に、外部から動力が供給されることで加工対象物を回転させる複数の回転保持部と、複数の回転保持部を噴射部による噴射領域に順次移動させる移動基台部と、噴射部による噴射領域に配置された回転保持部に対して回転用動力を供給する回転動力供給手段とを備えると良い。
【００３０】
つまり、加工対象物回転手段における加工対象物の保持部分が、常に、噴射部による噴射領域に配置されている場合、保持部分への加工対象物の取付作業または取り外し作業を行うのと同時に、他の加工対象物に対する加工処理を行うことができない。それに対して、移動基台部が加工対象物を噴射領域に順次移動させる構成の加工装置は、回転保持部への加工対象物の取付作業または取外し作業を、噴射領域以外の場所で実行できるため、取付作業または取外し作業と同時に、他の加工対象物に対する加工処理を行うことができる。
【００３１】
また、回転動力供給手段が、複数の回転保持部のうち、噴射部による噴射領域に配置された回転保持部に対して回転用動力を供給する構成とすることで、各回転保持部のそれぞれに回転用動力を発生するための動力発生手段を備える場合に比べて、動力発生手段の個数を削減することが出来る。また、動力発生手段の個数を削減することで、動力発生手段の制御処理を簡略化することができ、加工対象物回転手段の構造を簡略化できる。
【００３２】
よって、本発明（請求項１０）によれば、加工対象物の取付作業または取外し作業と同時に他の加工対象物に対する加工処理を実行できるため、加工作業の作業効率を向上させることができる。また、加工対象物回転手段の構造を簡略化できることから、加工装置の製造コストを低減することができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施例を図面と共に説明する。
まず、第１実施例として、酸素センサの表面に保護被膜を形成するための加工処理を行う第１加工装置１について説明する。なお、第１加工装置１の構成図を図１に示す。
【００３４】
第１加工装置１は、タッチパネル２１および制御回路２３を有する操作制御部１１と、溶射ガン１３を移動させるガン移動機構部１５と、加工対象物である酸素センサ１７を保持するセンサ保持回転機構部１９とを備えて構成されている。操作制御部１１におけるタッチパネル２１は、使用者が加工手順に関する動作パラメータの設定操作を行うために備えられており、動作パラメータとして少なくとも溶射ガン１３の往復距離（ストローク）や移動速度などを設定可能に構成されている。
【００３５】
制御回路２３は、マイクロコンピュータ（以下、マイコンという）を中心として構成されると共に、操作制御部１１の内部に備えられており、マイコンでの内部処理として、タッチパネル２１で設定された動作パラメータに基づいて一連の加工手順を設定する加工手順設定処理などの各種制御処理を実行する。
【００３６】
また、制御回路２３は、制御処理の一つとして、加工手順設定処理にて設定した加工手順に応じて、加工位置の酸素センサ１７に対する溶射ガン１３の相対位置を制御するためのガン移動制御信号を生成し、ガン移動機構部１５に対してガン移動制御信号を出力するガン移動制御処理を実行する。なお、ガン移動制御処理では、ガン移動制御信号として、後述する駆動用モータ２５を制御するための第１ガン移動制御信号と、後述するガン上下シリンダ４１を制御するための第２ガン移動制御信号とを生成・出力する処理を行う。
【００３７】
さらに、制御回路２３は、制御処理の一つとして、一連の加工手順が完了する毎に酸素センサ１７を順次加工位置に移動させるためのセンサ移動指令信号をセンサ保持回転機構部１９に対して出力するセンサ移動制御処理を実行する。なお、センサ移動制御処理では、センサ移動指令信号として、後述するターンテーブル４７を回転駆動する第１内部モータを制御するための第１センサ移動指令信号と、後述する回転当接ホイール５３を回転駆動する第２内部モータを制御するための第２センサ移動指令信号とを生成・出力する処理を行う。
【００３８】
つまり、操作制御部１１は、使用者がタッチパネル２１を通じて入力した動作パラメータに基づき一連の加工手順を設定し、その加工手順に応じたガン移動制御信号およびセンサ移動指令信号を、それぞれガン移動機構部１５およびセンサ保持回転機構部１９に対して出力するよう構成されている。
【００３９】
ガン移動機構部１５は、動力機構部２４と、偏芯カム３３と、往復運動機構部３６と、ガン上下シリンダ４１とを備えて構成されている。
動力機構部２４は、駆動用モータ２５と、クラッチブレーキ機構部２７と、タイミングベルト２９と、減速機３１とを備えて構成されている。駆動用モータ２５は、第１ガン移動制御信号に基づき回転駆動して外部に回転運動を伝達する動力源として備えられ、クラッチブレーキ機構部２７，タイミングベルト２９および減速機３１は、駆動用モータ２５の回転運動を偏芯カム３３に伝達する駆動伝達部として備えられている。なお、減速機３１は、駆動用モータ２５から伝達される回転運動を、減速機回転軸３２により伝達するよう構成されている。
【００４０】
偏芯カム３３は、外形が円盤形状に形成されると共に回転中心軸３４を有して形成されており、さらに、円盤形状のうち平面となる面において、回転中心軸３４とは異なる位置でかつ面の中心を中心とする円形状の溝部として形成された偏芯ガイド溝３５が設けられている。ここで、図２に、偏芯カム３３について、図１に示す図を正面図とした場合における偏芯カム３３の右側面図を示す。図２より、偏芯ガイド溝３５の円形の中心３０（偏芯カム３３の中心）が、回転中心軸３４とは異なる位置にあることが判り、中心３０と回転中心軸３４との距離は、後述するカム係合部３８の往復距離（ストローク長）の２分の１の長さになる。また、偏芯カム３３の回転中心軸３４は、減速機３１の減速機回転軸３２に連結されている。
【００４１】
つまり、偏芯カム３３は、駆動用モータ２５による回転運動が減速機３１などを介して伝達されて、回転中心軸３４を中心に回転することで、カム係合部３８を偏芯ガイド溝３５に沿って移動させ、その結果、カム係合部３８を往復運動させるよう構成されている。
【００４２】
往復運動機構部３６は、図１に示すように、第１往復運動伝達軸３７と、シリンダ支持部３９と、ガン上下シリンダ４１と、バランスウエイト４３とを備えて構成されている。
第１往復運動伝達軸３７は、偏芯カム３３の偏芯ガイド溝３５に係合するカム係合部３８を有する長軸形状に形成されると共に、長軸形状の略中央部分が、第１加工装置１の本体に固定された第１軸ガイド筒４０の内部を第１軸ガイド筒４０の軸方向に摺動可能に構成されている。このため、偏芯カム３３が回転中心軸３４を中心として回転すると、カム係合部３８は、偏芯ガイド溝３５の回転角度に応じて、回転中心軸３４までの距離が連続的に変化するように移動する。つまり、偏芯カム３３が回転することにより、カム係合部３８は、回転中心軸３４に最も近くなる最下位置と、回転中心軸３４に最も遠くなる最上位置とがそれぞれ両端となる範囲において、往復運動を行うことになる。このようなカム係合部３８の往復運動に伴い、第１往復運動伝達軸３７も往復運動を行う。
【００４３】
ここで、図３に、偏芯カム３３の回転角度（図中では、カム絶対角度と記載した横軸）に対する第１往復運動伝達軸３７の変位（図中では、ストロークと記載した縦軸）の関係を表す説明図を示す。なお、図３では、縦軸（ストローク）については、溶射ガン１３の最上位置を０％とし、最下位置を１００％として表し、横軸（カム絶対角）については、偏芯カム３３が図２に示す状態（カム係合部３８と回転中心軸３４との距離が最も大きい状態）となる時の回転角度を０°（３６０°）として表している。そして、図３によれば、偏芯カム３３の回転に伴いストロークが連続的に変化していることが判り、偏芯カム３３が回転することで、カム係合部３８、すなわち第１往復運動伝達軸３７が往復運動することが判る。
【００４４】
再び図１において、シリンダ支持部３９は、第１往復運動伝達軸３７と一体に固定されると共に、固定軸４２に沿って往復運動するように構成されており、第１往復運動伝達軸３７と共に往復運動する。なお、シリンダ支持部３９は、ワイヤ４４を介してバランスウエイト４３と連結されている。
【００４５】
ガン上下シリンダ４１は、シリンダ支持部３９に固定されると共に、シリンダ支持部３９の往復運動方向に対して平行な方向に摺動する油圧シリンダを備えて構成されており、油圧シリンダのシリンダ摺動軸４５の下端部に溶射ガン１３が固定されている。なお、ガン上下シリンダ４１は、第２ガン移動制御信号に応じて油圧シリンダのシリンダ摺動軸４５を摺動するよう構成されている。すなわち、ガン上下シリンダ４１は、第２ガン移動制御信号に基づいて、溶射ガン１３をシリンダ支持部３９の往復運動方向に対して平行な方向に移動させる。
【００４６】
このように構成されたガン移動機構部１５は、第１ガン移動制御信号に基づき駆動用モータ２５が回転し、偏芯カム３３およびカム係合部３８が駆動用モータ２５から伝達される回転運動を往復運動に変換して、第１往復運動伝達軸３７およびシリンダ支持部３９が往復運動することで、溶射ガン１３を往復運動させている。また、ガン移動機構部１５は、ガン上下シリンダ４１を用いて溶射ガン１３を移動させることにより、シリンダ支持部３９による往復運動範囲に対して、ガン上下シリンダ４１による摺動範囲が加えられた広い範囲において、溶射ガン１３を移動させることが可能となる。さらに、シリンダ支持部３９による往復運動時と同時期に、ガン上下シリンダ４１が、シリンダ支持部３９による往復運動方向とは反対方向でかつその往復距離よりも短い距離だけ溶射ガン１３を変位させることで、溶射ガン１３の実質的な往復距離（往復範囲）を短縮することができる。
【００４７】
なお、操作制御部１１の制御回路２３は、シリンダ支持部３９の往復運度に対してガン上下シリンダ４１の摺動運動が重ね合わされた溶射ガン１３の実質的な往復運動が、動作パラメータに基づき設定された加工手順に応じた運動状態となるように、第１ガン移動制御信号および第２ガン移動制御信号を生成・出力している。
【００４８】
溶射ガン１３は、アルゴン、ヘリウム、水素、酸素などを電気的に加熱して発生させたプラズマを利用してセラミックスの原料粉末を溶融し、溶融したセラミックス原料を酸素センサ１７の表面に吹きつけて、酸素センサ１７の保護被膜を形成するプラズマ溶射ガンで構成されている。
【００４９】
次に、センサ保持回転機構部１９は、テーブル中心軸４８を中心として回転する円盤形のターンテーブル４７と、酸素センサ１７を保持するためにターンテーブル４７に備えられる複数の回転保持部４９と、溶射ガン１３の噴射領域（溶射領域）となる加工位置に配置された回転保持部４９に対して回転動力を供給する回転動力供給部５１とを備えている。
【００５０】
回転保持部４９は、ターンテーブル４７の周方向にわたり等間隔に配置されており、ターンテーブル４７と共にテーブル中心軸４８を中心に回転移動し、また、保持した酸素センサ１７をテーブル中心軸４８に平行な回転軸を中心として回転可能に構成されている。また、回転保持部４９は、ターンテーブル４７よりも上側に配置される部分で酸素センサ１７を保持し、ターンテーブル４７よりも下側に配置される部分で回転動力供給部５１と当接するように構成されている。
【００５１】
ターンテーブル４７は、円形の中心であるテーブル中心軸４８を中心として回転可能に構成されており、テーブル中心軸４８は、センサ保持回転機構部１９の内部に備えられる第１内部モータの駆動軸に連結されている。そして、ターンテーブル４７は、第１内部モータの駆動軸から伝達される回転力により一定角度回転することにより、回転保持部４９に保持された酸素センサ１７を溶射ガン１３による噴射領域（加工位置）に配置する。また、ターンテーブル４７は、噴射領域に配置された酸素センサ１７への溶射ガン１３による噴射処理が完了すると、次の酸素センサ１７を噴射領域に配置するための回転動作を繰り返すことで、複数の酸素センサ１７（回転保持部４９）を溶射ガン１３による噴射領域に順次移動させる。
【００５２】
回転動力供給部５１は、回転用動力を供給するための回転当接ホイール５３を備えており、ターンテーブル４７の回転によって溶射ガン１３による噴射領域に配置された回転保持部４９に対して、回転当接ホイール５３が当接するよう構成されている。
【００５３】
ここで、回転動力供給部５１の平面図を、図４に示す。なお、図４では、回転保持部４９を破線で表し、ターンテーブル４７の回転により移動する回転保持部４９の中心軸の移動軌跡５０を二点鎖線で表している。
図４に示すように、回転動力供給部５１は、アーム回動中心軸５７を中心として回動可能な支持アーム５５の一端に回転当接ホイール５３を備えており、弾性スプリング５９の弾性力により支持アーム５５が回動されることで、回転当接ホイール５３が回転保持部４９に当接するよう構成されている。また、回転動力供給部５１は、内部に備えられる第２内部モータの駆動軸に連結された駆動伝達ホイール５６を備えている。そして、回転当接ホイール５３は、タイミングベルト５４を介して駆動伝達ホイール５６に連結されており、第２内部モータからの回転力が伝達されて回転する。
【００５４】
つまり、センサ保持回転機構部１９は、ターンテーブル４７の回転により、複数の酸素センサ１７（回転保持部４９）を溶射ガン１３による噴射領域（加工位置）に順次配置し、回転動力供給部５１により、噴射領域に配置された酸素センサ１７をその位置で回転させるように構成されている。
【００５５】
このように構成された第１加工装置１は、センサ保持回転機構部１９により、酸素センサ１７を加工位置に順次配置し、ガン移動機構部１５により、セラミックス原料を噴射する溶射ガン１３を移動させて、酸素センサ１７の表面に保護被膜を形成するよう構成されている。
【００５６】
なお、第１加工装置１においては、溶射ガン１３が特許請求の範囲に記載の噴射部に相当し、タッチパネル２１が操作設定手段に相当し、制御回路２３が制御手段に相当し、ガン移動機構部１５が噴射部移動手段に相当する。また、駆動用モータ２５が特許請求の範囲に記載の回転動力部に相当し、偏芯カム３３および第１往復運動伝達軸３７が運動変換手段に相当し、第１往復運動伝達軸３７が往復運動伝達部に相当し、ガン上下シリンダ４１が補助往復駆動手段に相当する。さらに、センサ保持回転機構部１９が特許請求の範囲に記載の加工対象物回転手段に相当し、回転保持部４９が回転保持部に相当し、ターンテーブル４７が移動基台部に相当し、回転動力供給部５１が回転動力供給手段に相当する。また、酸素センサ１７が特許請求の範囲に記載の加工対象物に相当し、セラミックス原料が加工用流体物質に相当する。
【００５７】
以上説明したように、第１加工装置１は、ガン移動機構部１５によって溶射ガン１３を移動させて、酸素センサ１７に対する溶射ガン１３の相対位置を連続的に変化させることで、酸素センサ１７の表面のうちセラミックス原料が吹き付けられる噴射位置（溶射位置）を、酸素センサ１７の上下方向に移動させている。また、第１加工装置１は、センサ保持回転機構部１９によって、酸素センサ１７を回転させることで、酸素センサ１７の表面のうちセラミックス原料が吹き付けられる噴射位置を、酸素センサ１７の左右方向（周囲方向）に移動させている。
【００５８】
このようにガン移動機構部１５によって溶射ガン１３を移動させることで、溶射ガン１３によるセラミックス原料の噴射領域を拡大できることから、第１加工装置１は、保護被膜の形成領域の大きい酸素センサに対しても保護被膜の加工処理（噴射処理）を行うことができる。
【００５９】
また、センサ保持回転機構部１９により酸素センサ１７を回転させることで、酸素センサ１７の表面のうち一方向の面だけではなく全周にわたり保護被膜を形成することができる。つまり、第１加工装置１は、保護被膜の形成領域が平面形状である用途に限らず、保護被膜の形成領域が三次元的な複雑な形状となる用途においても使用でき、多様な形状の酸素センサに対して保護被膜を形成する加工処理を行うことが可能となる。
【００６０】
そして、第１加工装置１は、操作制御部１１のタッチパネル２１から、溶射ガン１３の往復距離（ストローク）や移動速度などの動作パラメータが設定可能であり、制御回路２３が、設定された動作パラメータに基づき一連の加工手順を設定するよう構成されている。このため、使用者は、目的に応じて適切な加工手順を設定することができ、種類の異なる酸素センサに対してそれぞれ適切な加工手順により加工処理を行うことができる。
【００６１】
例えば、溶射ガン１３の移動速度や溶射ガン１３の往復回数に関する動作パラメータを変更することで、形成される保護被膜の厚さ寸法を変更することができる。具体的には、移動速度を上昇あるいは往復回数を減少させることで保護被膜の厚さ寸法を薄くすることができ、移動速度を低下あるいは往復回数を増加させることで保護被膜の厚さ寸法を厚くすることができる。
【００６２】
また、溶射ガン１３の往復距離に関する動作パラメータを変更することで、保護被膜の形成面積を変更することができ、具体的には、往復距離を長く設定することで保護被膜の形成面積を拡大することができ、あるいは往復距離を短く設定することで保護被膜の形成面積を縮小することができる。なお、保護被膜の形成面積を目的に応じた大きさに設定することで、目標部分以外の領域に噴射されるセラミックス原料の噴射量を減少させることができ、セラミックス原料が無駄に消費されるのを防止することができる。特に、プラズマ溶射により吹き付けられるセラミックス原料は高価であり、セラミックス原料の浪費を抑制することで、酸素センサの製造コストの低減を図ることができる。
【００６３】
そして、ガン移動機構部１５は、動力源として回転動力部である駆動用モータ２５を備えており、回転動力部である駆動用モータ２５は、一般に広く用いられており、低コストで入手可能であることから、第１加工装置１の製造コストの上昇を抑制することができる。
【００６４】
また、第１加工装置１のガン移動機構部１５は、偏芯カム３３と往復運動機構部３６とを備えており、駆動用モータ２５に連動して偏芯カム３３が回転し、偏芯カム３３の偏芯ガイド溝３５の回転角度に応じて、カム係合部３８が往復運動すると共に往復運動機構部３６が往復運動することで、溶射ガン１３を往復運動させている。このように偏芯カム３３と往復運動機構部３６を備えることで、駆動用モータ２５による回転運動を往復運動に変換することができ、溶射ガン１３を往復運動させることができる。
【００６５】
さらに、ガン移動機構部１５は、溶射ガン１３と往復運動機構部３６（詳細には、シリンダ支持部３９）との連結部分に、ガン上下シリンダ４１を備えている。ガン上下シリンダ４１は、往復運動機構部３６に対する溶射ガン１３の相対位置を変化させており、往復運動機構部３６に対して、溶射ガン１３を、往復運動機構部３６の往復運動方向に平行な方向に変位させている。
【００６６】
つまり、ガン移動機構部１５は、ガン上下シリンダ４１が溶射ガン１３を移動させることにより、シリンダ支持部３９による往復運動範囲に対して、ガン上下シリンダ４１による摺動範囲が加えられた広い範囲において、溶射ガン１３を移動させることが可能となる。さらに、シリンダ支持部３９による往復運動時において、ガン上下シリンダ４１が、シリンダ支持部３９による往復運動方向とは反対方向でかつ往復距離よりも短い距離だけ溶射ガン１３を変位させることで、溶射ガン１３の実質的な往復距離（往復範囲）を短縮することができる。
【００６７】
よって、本実施例の第１加工装置１は、偏芯カム３３および往復運動機構部３６の他に、さらにガン上下シリンダ４１を備えることで、溶射ガン１３の移動範囲（往復距離）を拡大することができ、また、溶射ガン１３の移動範囲（往復距離）をより小さい単位毎に設定変更することが可能となる。これにより、第１加工装置１は、保護被膜の形成領域（被加工領域）の大きさに応じてセラミックス原料の噴射領域を適切な大きさに設定することができ、より多くの種類の酸素センサに対応した加工処理が実行可能となる。
【００６８】
そして、第１加工装置１は、加工対象の酸素センサ１７を加工位置に順次移動させるセンサ保持回転機構部１９を備えており、回転保持部４９への酸素センサ１７の取付作業または取外し作業を加工位置以外の場所で実行できるため、取付作業または取外し作業と同時に、他の酸素センサに対する加工処理を実行することが可能となる。これにより、酸素センサに対する保護被膜の加工作業を行うにあたり、加工作業の作業効率を向上させることができる。
【００６９】
また、回転動力供給部５１は、複数の回転保持部４９のうち、溶射ガン１３による噴射領域に配置された回転保持部４９に対して回転用動力を供給する構成である。このことから、センサ保持回転機構部１９は、各回転保持部４９のそれぞれに回転用動力を発生するための動力発生手段（モータなど）を備える場合に比べて、動力発生手段の個数を削減することが出来る。また、動力発生手段の個数を削減することで、動力発生手段の制御処理を簡略化することができ、第１加工装置１の製造コストを抑制することができる。
【００７０】
次に、第２実施例として、ボールネジを備えて構成された第２加工装置２について説明する。なお、第２加工装置２は、第１加工装置１と同様に、酸素センサの表面に保護被膜を形成するための加工処理を行うものであり、第２加工装置の構成図を図５に示す。
【００７１】
第２加工装置２は、第２タッチパネル１２１および第２制御回路１２３を備える第２操作制御部１１１と、溶射ガン１３を移動させる第２ガン移動機構部１１５と、加工対象物である酸素センサ１７を保持するセンサ保持回転機構部１９とを備えて構成されている。なお、センサ保持回転機構部１９は、第１実施例の第１加工装置１に備えられるセンサ保持回転機構部１９と同様の構成であることから、説明の記載を省略する。
【００７２】
第２操作制御部１１１における第２タッチパネル１２１は、使用者が加工手順に関する動作パラメータの設定操作を行うために備えられており、少なくとも溶射ガン１３の往復距離（ストローク）や移動速度などを含む動作パラメータを設定可能に構成されている。
【００７３】
第２制御回路１２３は、マイクロコンピュータ（以下、マイコンという）を中心として構成されると共に、第２操作制御部１１１の内部に備えられており、マイコンでの内部処理として、第２タッチパネル１２１で設定された動作パラメータに基づいて一連の加工手順を設定する加工手順設定処理などの各種制御処理を実行する。
【００７４】
また、第２制御回路１２３は、制御処理の一つとして、加工手順設定処理により設定した加工手順に応じて、加工位置の酸素センサ１７に対する溶射ガン１３の相対位置を制御するためのガン移動制御信号を生成し、第２ガン移動機構部１１５に対してガン移動制御信号を出力するガン移動制御処理を実行する。なお、ガン移動制御処理では、ガン移動制御信号として、後述するサーボモータ１２５を制御するためのサーボ用ガン移動制御信号を生成・出力する処理を行う。
【００７５】
さらに、第２制御回路１２３は、制御処理の一つとして、一連の加工手順が完了する毎に酸素センサ１７を順次加工位置に移動させるためのセンサ移動指令信号を、センサ保持回転機構部１９に対して出力するセンサ移動制御処理を実行する。なお、センサ移動制御処理では、第１実施例と同様に、センサ移動指令信号として、後述するターンテーブル４７を回転駆動する第１内部モータを制御するための第１センサ移動指令信号と、後述する回転当接ホイール５３を回転駆動する第２内部モータを制御するための第２センサ移動指令信号とを生成・出力する処理を行う。
【００７６】
つまり、第２操作制御部１１１は、使用者が第２タッチパネル１２１を通じて設定した動作パラメータに基づき一連の加工手順を設定し、その加工手順に応じたガン移動制御信号およびセンサ移動指令信号を、それぞれ第２ガン移動機構部１１５およびセンサ保持回転機構部１９に対して出力するよう構成されている。
【００７７】
第２ガン移動機構部１１５は、サーボモータ１２５と、ボールネジ１３３と、第２往復運動機構部１３６とを備えて構成されている。
サーボモータ１２５は、サーボ用ガン移動制御信号に基づき、サーボ駆動軸１２６が正回転または逆回転のいずれかの方向に回転駆動して外部に回転運動を伝達する動力源である。
【００７８】
ボールネジ１３３は、サーボモータ１２５のサーボ駆動軸１２６に連結された雄ネジ状軸体１３４と、雄ネジ状軸体１３４の軸線方向に平行な方向に移動する係合往復ナット部１３５とを備えて構成されている。雄ネジ状軸体１３４は、略長軸状に形成されており、外周表面に螺旋状に形成されたネジ溝を有している。また、係合往復ナット部１３５は、略円筒形状に形成されており、円筒の内面には、雄ネジ状軸体１３４のネジ溝に螺合可能な雌ネジ溝が形成されている。
【００７９】
つまり、ボールネジ１３３は、雄ネジ状軸体１３４がサーボモータ１２５により回転されることで、係合往復ナット部１３５の雌ネジ溝が雄ネジ状軸体１３４の表面のネジ溝に沿って雄ネジ状軸体１３４の軸線方向に移動するよう構成されている。そして、雄ネジ状軸体１３４が、正回転と逆回転とを交互に繰り返すことで、係合往復ナット部１３５が雄ネジ状軸体１３４の軸線方向に往復運動するよう構成されている。
【００８０】
第２往復運動機構部１３６は、ガン支持部１３９と、第２バランスウエイト１４３とを備えて構成されている。
ガン支持部１３９は、ボールネジ１３３の係合往復ナット部１３５に固定されると共に、第２加工装置２の本体部分に固定された第２固定軸１４２に沿って往復運動するように構成されている。また、ガン支持部１３９は、係合往復ナット部１３５とは反対側の端部の下端側に溶射ガン１３が固定され、さらに、第２ワイヤ１４４を介して第２バランスウエイト１４３と連結されている。なお、ボールネジ１３３の雄ネジ状軸体１３４は、第２固定軸１４２に対して平行に配置されており、ガン支持部１３９は、係合往復ナット部１３５と共に往復運動する。
【００８１】
つまり、第２ガン移動機構部１１５は、サーボ用ガン移動制御信号に基づきサーボモータ１２５が正回転または逆回転を交互に繰り返し、ボールネジ１３３がサーボモータ１２５による回転運動を往復運動に変換してガン支持部１３９を往復運動させることで、溶射ガン１３を往復運動方向に移動させている。
【００８２】
溶射ガン１３は、第１実施例の第１加工装置１に備えられる溶射ガン１３と同様のプラズマ溶射ガンで構成されている。
次に、第２ガン移動機構部１１５において、溶射ガン１３の移動範囲を一定範囲内に制御するための構成について説明する。そして、図６に、第２ガン移動機構部１１５の概略構成と、第２タッチパネル１２１、第２制御回路１２３および第２ガン移動機構部１１５の接続状態とを模式的に表した説明図を示す。
【００８３】
なお、図６に示すように、第２制御回路１２３は、モーションコントローラ１２７とサーボアンプ１２８を備えている。モーションコントローラ１２７は、マイコンを備えて前述した各種制御処理を実行するよう構成され、また、サーボアンプ１２８は、モーションコントローラ１２７により制御されてサーボモータ１２５に対してサーボ用ガン移動制御信号を出力するよう構成されている。
【００８４】
図６に示すように、第２ガン移動機構部１１５は、ボールネジ１３３に隣接した基準固定柱１３２において、上から順に、上限位置センサ１２９、定位置センサ１３０、下限位置センサ１３１を備えている。
上限位置センサ１２９は、第２加工装置２が停止状態となる際の係合往復ナット部１３５の停止位置を決定するために備えられており、ボールネジ１３３の係合往復ナット部１３５の上端面が、上限位置センサ１２９よりも高い位置になると、ハイレベル信号を第２制御回路１２３に対して出力する。なお、上限位置センサ１２９は、係合往復ナット部１３５の上端面が、上限位置センサ１２９よりも低い位置になると、ローレベル信号を第２制御回路１２３に対して出力する。
【００８５】
定位置センサ１３０は、第２加工装置２が待機状態となる際の係合往復ナット部１３５の停止位置を決定するために備えられており、ボールネジ１３３の係合往復ナット部１３５の上端面が、定位置センサ１３０よりも高い位置になると、ハイレベル信号を第２制御回路１２３に対して出力する。なお、定位置センサ１３０は、係合往復ナット部１３５の上端面が、定位置センサ１３０よりも低い位置になると、ローレベル信号を第２制御回路１２３に対して出力する。
【００８６】
なお、定位置センサ１３０は、第２加工装置２が動作状態となる際の係合往復ナット部１３５の上限位置を決定する用途にも用いられる。
下限位置センサ１３１は、第２加工装置２が動作状態となる際の係合往復ナット部１３５の下限位置を決定するために備えられており、ボールネジ１３３の係合往復ナット部１３５の下端面が、下限位置センサ１３１よりも低い位置になると、ハイレベル信号を第２制御回路１２３に対して出力する。なお、下限位置センサ１３１は、係合往復ナット部１３５の下端面が、下限位置センサ１３１よりも低い位置になると、ローレベル信号を第２制御回路１２３に対して出力する。
【００８７】
つまり、第２制御回路１２３は、第２加工装置２の状態（停止状態、待機状態、動作状態）に応じて、上限位置センサ１２９、定位置センサ１３０、下限位置センサ１３１がそれぞれ出力する信号レベルに基づき、係合往復ナット部１３５の位置を特定位置あるいは一定範囲内に制御することで、溶射ガン１３の位置を特定位置あるいは一定範囲内に制御している。
【００８８】
次に、第２加工装置２において、実際に加工処理を行う際の溶射ガン１３（係合往復ナット部１３５）の動作について説明する。加工処理として、第１往復運動を９回実行する第１加工処理を例示して説明する。
この第１加工処理を実行する際の、係合往復ナット部１３５の位置を表すナット位置曲線と、第２制御回路１２３からサーボモータ１２５に入力されるサーボ用ガン移動制御信号の状態を表すサーボ用制御信号曲線とを、図７に示す。
【００８９】
なお、図７では、係合往復ナット部１３５（溶射ガン１３）の位置が低くなるほど波形が上側になるように、ナット位置曲線を記載している。また、図７では、サーボ用ガン移動制御信号がサーボモータ１２５を正回転させる信号状態となる場合には正の値となるように、サーボ用ガン移動制御信号がサーボモータ１２５を逆回転させる信号状態となる場合に負の値となるように、さらに、サーボ用ガン移動制御信号による速度指令値が大きいほど絶対値が大きくなるように、サーボ用制御信号曲線を記載している。
【００９０】
第１加工処理が実行される前（図７における時刻ｔ１よりも前）は、係合往復ナット部１３５は、上端面が上限位置センサ１２９と同じ高さとなる位置に停止している。このとき、係合往復ナット部１３５は、図６においては、係合往復ナット部１３５の縦方向中心部１４９が停止基準線１５３と等しい高さとなる位置に配置され、このときの図７におけるナット位置曲線は、Ｌ１に相当する値となる。
【００９１】
第１加工処理が開始されると（図７における時刻ｔ１）、ます、係合往復ナット部１３５は、上端面が定位置センサ１３０と同じ高さとなる位置への移動を開始する。移動完了後の係合往復ナット部１３５は、図６においては、係合往復ナット部１３５の縦方向中心部１４９が上限基準線１５０と等しい高さとなる位置に配置され、このときの図７におけるナット位置曲線は、Ｌ２に相当する値となる。
【００９２】
続いて、第１往復運動が開始されると（図７における時刻ｔ２）、係合往復ナット部１３５は、上端面が定位置センサ１３０と同じ高さとなる位置から下端面が下限位置センサ１３１と同じ高さとなる位置までの区間を往復する運動を、９回繰り返す。往復運動時の係合往復ナット部１３５の縦方向中心部１４９は、図６において、上限基準線１５０から下限基準線１５１までの範囲を９回往復する。なお、図７におけるナット位置曲線は、Ｌ２とＬ３との間を９回往復する波形を表す。
【００９３】
第１往復運動が終了すると（図７における時刻ｔ３）、係合往復ナット部１３５は、上端面が上限位置センサ１２９と同じ高さとなる位置への移動を開始する。移動完了後（図７における時刻ｔ４よりも後）の係合往復ナット部１３５は、図６においては、係合往復ナット部１３５の縦方向中心部が停止基準線１５３と等しい高さとなる位置に配置され、このときの図７におけるナット位置曲線は、Ｌ１に相当する値となる。
【００９４】
第２加工装置２は、このように第１加工処理における一連の動作を行い、溶射ガン１３を往復移動させると共に、溶射ガン１３がセラミックス原料を吹き付けることで、酸素センサ１７に対する保護被膜の形成処理を完了する。
なお、第２加工装置２においては、溶射ガン１３が特許請求の範囲に記載の噴射部に相当し、第２タッチパネル１２１が操作設定手段に相当し、第２制御回路１２３が制御手段に相当し、第２ガン移動機構部１１５が噴射部移動手段に相当する。また、サーボモータ１２５が特許請求の範囲に記載の回転動力部に相当し、ボールネジが運動変換手段に相当し、雄ネジ状軸体１３４が雄ネジ状軸体に相当し、係合往復ナット部１３５が係合往復部に相当し、係合往復ナット部１３５の雌ネジ溝がネジ溝係合部に相当する。
【００９５】
以上説明したように、第２加工装置２は、第２ガン移動機構部１１５によって溶射ガン１３を移動させて、酸素センサ１７に対する溶射ガン１３の相対位置を連続的に変化させることで、酸素センサ１７の表面のうちセラミックス原料が吹き付けられる噴射位置（溶射位置）を、酸素センサ１７の上下方向に移動させている。
【００９６】
このように第２ガン移動機構部１１５によって溶射ガン１３を移動させることで、溶射ガン１３によるセラミックス原料の噴射領域を拡大できることから、第２加工装置２は、保護被膜の形成領域の大きい酸素センサに対しても保護被膜の加工処理（噴射処理）を行うことができる。
【００９７】
そして、第２ガン移動機構部１１５は、ボールネジ１３３を用いて回転運動を往復運動に変換しており、具体的には、雄ネジ状軸体１３４の回転方向を一定周期毎あるいは一定回転数毎に反転させて、正回転と逆回転とを繰り返し行うことにより、係合往復ナット部１３５を往復運動させている。
【００９８】
このとき、雄ネジ状軸体１３４の回転方向を反転させるまでの周期（回転方向反転周期）あるいは反転させるまでの回転数（回転方向反転回転数）を変化させることで、係合往復ナット部１３５の往復距離（移動範囲）を変更できる。このことから、酸素センサにおける保護被膜の形成領域の大きさに応じて、回転方向反転周期あるいは回転方向反転回転数を設定することで、溶射ガン１３の移動範囲を適切な範囲に設定することが可能となる。
【００９９】
なお、第２加工装置２は、溶射ガン１３を移動させるための動力部がサーボモータ１２５のみであり、溶射ガン１３を移動させるための動力部として駆動用モータ２５およびガン上下シリンダ４１を備える第１加工装置１に比べて、動力部の個数が少ない構成である。また、第２加工装置２は、第１加工装置に比べて、クラッチブレーキ機構部２７、タイミングベルト２９、減速機３１を必要としない構成である。このため、第２加工装置２は、第１加工装置１に比べて、コストの低減を図ることができ、また、装置の小型化を図ることもできる。
【０１００】
また、２個の動力部（駆動用モータ２５およびガン上下シリンダ４１）を制御して溶射ガン１３を移動させる構成の加工装置は、動力部を制御するための移動制御信号を少なくとも２個以上生成・出力する必要がある。これに対して、１個の動力部（サーボモータ１２５）を制御して溶射ガン１３を移動させる構成の加工装置は、生成・出力する必要がある移動制御信号の個数を減少させることができ、制御処理を簡略化できる。このことから、第２加工装置２は、第１加工装置１に比べて、制御回路（マイコン）での処理負荷を軽減することができる。
【０１０１】
なお、第１加工装置１は、ガン上下シリンダ４１の摺動範囲を超えて大幅に往復運動の運動曲線を変更する場合や、偏芯ガイド溝３５の形状を変更して運動曲線を変更する場合には、偏芯カム自体を交換する必要がある。このような偏芯カムの交換作業（カム段取り作業）は、多大な労力が必要で作業工数が大きいという問題がある。
【０１０２】
これに対して、第２加工装置２は、予め軸方向寸法の長いボールネジを用いて構成し、サーボモータの回転方向の反転周期や回転速度の変化割合を適切に調整することで、多大な労力を費やすことなく簡単に運動曲線を変更できる。なお、運動曲線の変更により、溶射ガンの往復運動の往復距離（ストローク長）、往復所要時間、往復回数、移動速度の変化割合等を変更することができる。
【０１０３】
このように第２加工装置２は、カム段取り作業を行うことなく、溶射ガンの運動曲線を自由に変更することができ、タッチパネルから動作パラメータを入力するという簡易な作業により、加工対象物（酸素センサ）に応じた最適な条件での加工処理を実現できるという優れた効果を得ることができる。
【０１０４】
また、第２加工装置２は、第１加工装置１と同様に、センサ保持回転機構部１９により酸素センサ１７を回転させることで、酸素センサ１７の表面の全周にわたり保護被膜を形成できる。このことから、第２加工装置２は、保護被膜の形成領域が平面形状である用途に限らず、保護被膜の形成領域が三次元的な複雑な形状となる用途においても使用でき、多様な形状の酸素センサに対して保護被膜を形成する加工処理を行うことが可能となる。
【０１０５】
なお、第２加工装置２においては、一連の加工処理として、往復距離（ストローク長）の長い往復運動と往復距離の短い往復運動とを組み合わせた加工処理を行っても良い。つまり、ストローク長の長い第１往復運動により酸素センサ全体に対して噴射処理を行った後、更にストローク長の短い第２往復運動により酸素センサのうち特定の一部分に対して噴射処理を行うことで、特定部分の保護被膜を厚く形成することも可能となる。この場合、第１加工処理では、第１往復運動により酸素センサの全体に対して噴射処理を行った後、第２往復運動により酸素センサの下端から所定距離だけ上側の厚さ境界位置までを除く部分に対して噴射処理を行うことで、厚さ境界位置よりも上側部分の保護被膜を厚く形成することができる。
【０１０６】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。
例えば、加工装置は、酸素センサの保護被膜を形成するための加工装置に限ることはなく、噴射部としての出射ノズルを備える加工装置であれば、本発明を適用することができ、例えば、塗装、スプレーコーティング、スプレーノズル洗浄、ドライヤー乾燥などを行う加工装置が挙げられる。
【０１０７】
そして、第１加工装置１に備えられる偏芯カムは、偏芯ガイド溝３５においてカム係合部３８に係合する形状の偏芯カムに限ることはなく、偏芯カムの略円形周囲端面においてカム係合部３８と係合する形状の偏芯カムを用いても良い。また、偏芯ガイド溝３５（偏芯軌道部）は、円形に限らず楕円形状であっても良く、少なくともカム係合部３８を移動できるように、回転中心軸からの距離が異なる点の集合としての環状曲線形状に形成されていれば良い。
【０１０８】
さらに、ガン上下シリンダ４１は、油圧シリンダに限らず、空気圧シリンダやリニアモータで駆動されるシリンダなどで構成しても良い。
また、第２加工装置２においては、雄ネジ状軸体１３４の全周を囲む係合往復ナット部１３５に代えて、雄ネジ状軸体１３４に対し側方から当接する略板状形状の側方当接部材を用いてもよい。なお、側方当接部材には、雄ネジ状軸体１３４の雄ネジ溝に係合するネジ溝係合部を形成しておき、このネジ溝係合部が雄ネジ状軸体１３４の雄ネジ溝に沿って移動するように、側方当接部材を雄ネジ状軸体１３４に当接させるのである。そして、この側方当接部材に、ガン支持部１３９を固定して加工装置を構成することで、サーボモータ１２５の回転に応じて、溶射ガン１３を往復運動させることができる。
【０１０９】
さらに、ガン支持部１３９は、溶射ガン１３とボールネジ１３３の係合往復ナット部１３５との相対位置を微調整するための微調整機構部を備えると良い。微調整機構部は、互いに係合可能かつ相対位置が変更可能な形状の２つの位置設定部材を、締結ボルトなどの固定具で締め付け固定することで構成することができる。つまり、一方の位置設定部材に溶射ガン１３を一体に固定し、他方の位置設定部材に係合往復ナット部１３５を一体に固定して、固定具を緩めた状態で位置設定部材同士の相対位置を適切な状態に設定した後、固定具を締め付けて２つの位置設定部材の相対位置を決定するのである。これにより、溶射ガン１３と係合往復ナット部１３５との相対位置を微調整することができ、センサ保持回転機構部１９に対する溶射ガン１３の相対位置における基準となる基準相対位置を、微調整機構部を用いて設定（調整）することが可能となる。
【０１１０】
なお、第１加工装置のシリンダ支持部３９についても、微調整機構部を備えることで、センサ保持回転機構部１９に対する溶射ガン１３の相対位置における基準となる基準相対位置を設定（調整）することが可能となる。
また、タッチパネルから設定される動作パラメータとして、セラミックス粉末の溶融所要時間である粉末パージ時間や、予め記憶された複数のカム曲線パターンから特定のカム曲線パターンを選択するためのパラメータなどを含むように、加工装置を構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】酸素センサの表面に保護被膜を形成するための加工処理を行う第１加工装置の構成図である。
【図２】第１加工装置に備えられる偏芯カムの右側面図である。
【図３】偏芯カムの回転角度（カム絶対角度）に対する第１往復運動伝達軸の変位（ストローク）を表す説明図である。
【図４】回転動力供給部の平面図である。
【図５】酸素センサの表面に保護被膜を形成するための加工処理を行う第２加工装置の構成図である。
【図６】第２ガン移動機構部の概略構成と、タッチパネル、第２制御回路および第２ガン移動機構部の接続状態とを模式的に表した説明図である。
【図７】第１加工処理を行う際の、係合往復ナットの位置を表すナット位置曲線と、第２制御回路からサーボモータに入力されるサーボ用ガン移動制御信号の状態を表すサーボ用制御信号曲線とを表す説明図である。
【符号の説明】
１…第１加工装置、２…第２加工装置、１１…操作制御部、１３…溶射ガン、１５…ガン移動機構部、１７…酸素センサ、１９…センサ保持回転機構部、２１…タッチパネル、２３…制御回路、２５…駆動用モータ、３３…偏芯カム、３５…偏芯ガイド溝、３６…往復運動機構部、３８…カム係合部、４１…ガン上下シリンダ、４７…ターンテーブル、４９…回転保持部、５１…回転動力供給部、５３…回転当接ホイール、１１１…第２操作制御部、１１５…第２ガン移動機構部、１２１…第２タッチパネル、１２３…第２制御回路、１２５…サーボモータ、１３３…ボールネジ、１３４…雄ネジ状軸体、１３５…係合往復ナット部、１３６…第２往復運動機構部。

Claims (10)

1. 加工対象物に対して噴射部から加工用流体物質を噴射して、前記加工対象物を加工する加工装置であって、
   一連の加工手順に関する動作パラメータを設定するための操作設定手段と、
   前記操作設定手段により設定された前記動作パラメータに基づき定められる一連の加工手順に応じて、前記加工対象物に対する前記噴射部の相対位置を連続的に制御するための移動制御信号を出力する制御手段と、
   前記移動制御信号に基づいて、前記噴射部を移動させる噴射部移動手段と、
   を備えたことを特徴とする加工装置。
2. 前記噴射部は、プラズマ溶射を行う溶射ガンであること、
   を特徴とする請求項１に記載の加工装置。
3. 前記噴射部移動手段は、前記噴射部が少なくとも往復運動するように、前記噴射部を移動させること、
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載の加工装置。
4. 前記噴射部移動手段は、
   前記移動制御信号に基づいて回転駆動し、外部に回転運動を伝達する動力源である回転動力部と、
   前記回転動力部から伝達される回転運動を往復運動に変換して、前記噴射部を往復運動させる運動変換手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項３に記載の加工装置。
5. 前記運動変換手段は、
   回転中心軸からの距離が異なる点の集合である環状の偏芯軌道部が形成されると共に、前記回転動力部による回転運動が伝達されて前記回転中心軸を中心に回転する偏芯カムと、
   前記噴射部が連結され、前記偏芯軌道部に係合するカム係合部が形成されると共に、往復運動可能に構成された往復運動伝達部と、を備え、
   前記偏芯カムの回転に伴い前記偏芯軌道部における前記カム係合部との係合位置を変化させて、前記偏芯軌道部の回転角度に応じて前記カム係合部と前記回転中心軸との距離を変化させることにより、前記往復運動伝達部と共に前記噴射部を往復運動させること、
   を特徴とする請求項４に記載の加工装置。
6. 前記運動変換手段と前記噴射部との連結部分に設けられ、前記運動変換手段に対して、前記噴射部を、前記運動変換手段による前記往復運動の運動方向に平行な方向に変位させる補助往復駆動手段を備えたこと、
   を特徴とする請求項４または請求項５に記載の加工装置。
7. 前記回転動力部は、正回転および逆回転のいずれの回転方向にも回転可能に構成され、
   前記運動変換手段は、
   外周表面にネジ溝を有する長軸状に形成されると共に、前記回転動力部による回転運動が伝達される雄ネジ状軸体と、
   前記噴射部が連結されると共に、前記雄ネジ状軸体の前記ネジ溝に係合するネジ溝係合部を有し、前記雄ネジ状軸体の軸線方向に移動する係合往復部と、を備えて構成され、
   前記雄ネジ状軸体の回転により前記ネジ溝係合部を前記ネジ溝に沿って前記雄ネジ状軸対の軸線方向に移動させるにあたり、前記雄ネジ状軸体の回転方向を反転させて前記ネジ溝に対する前記ネジ溝係合部の移動方向を反対方向に転換して、前記係合往復部を往復運動させることにより、前記噴射部を往復運動させること、
   を特徴とする請求項４に記載の加工装置。
8. 前記操作設定手段は、前記動作パラメータとして、少なくとも前記往復運動の往復距離を設定可能に構成されていること、
   を特徴とする請求項６または請求項７に記載の加工装置。
9. 前記加工対象物を保持すると共に、前記噴射部による噴射領域において前記加工対象物を回転させる加工対象物回転手段を備えること、
   を特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の加工装置。
10. 前記加工対象物回転手段は、
    外部から動力が供給されることで前記加工対象物を回転させる複数の回転保持部と、
    複数の前記回転保持部を前記噴射部による噴射領域に順次移動させる移動基台部と、
    前記噴射部による噴射領域に配置された前記回転保持部に対して回転用動力を供給する回転動力供給手段と、
    を備えることを特徴とする請求項９に記載の加工装置。

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