JP2012218130A - アブレイシブウォータージェット加工装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ワークWを所望の形状に切削加工する際、アブレイシブが混入された超高圧水を噴射するアブレイシブノズルアッセンブリ11と、このアブレイシブノズルアッセンブリ11から噴射された前記超高圧水を回収するキャッチャーカップ12と、前記キャッチャーカップ12と前記ワークWとの間隔を一定に保つように、前記アブレイシブノズルアッセンブリ11と前記キャッチャーカップ12との間隔を調整する間隔調整機構13と、を備えている。
【選択図】図4
Description
また、飛散した研削材によってワークWが損傷しないようにキャッチャ22の内径を大きくすると、キャッチャ22が大型化し、キャッチャ22がワークWの下面に衝突して、ワークWが損傷してしまうおそれがある。
本発明に係るアブレイシブウォータージェット加工装置は、ワークを所望の形状に切削加工する際、アブレイシブが混入された超高圧水を噴射するアブレイシブノズルアッセンブリと、このアブレイシブノズルアッセンブリから噴射された前記超高圧水を回収するキャッチャーカップと、前記キャッチャーカップと前記ワークとの間隔を一定に保つように、前記アブレイシブノズルアッセンブリと前記キャッチャーカップとの間隔を調整する間隔調整機構と、を備えている。
また、アブレイシブの含まれた超高圧水が取りこぼしなく回収されることとなるので、超高圧水の回収率を高めることができ、飛散したアブレイシブによるワークの損傷を防止することができるとともに、作業者の労働環境を改善することができる。
さらに、キャッチャーカップがワークに対してより近い位置に(最適な位置に)配置されることになるので、切削加工中の音を低減させることができ、作業者の労働環境を改善することができる。すなわち、特許文献1等に開示された従来のものでは、切削加工中の音(騒音)が100db程度となっていたため、近隣にいる作業者は耳栓等の着用が必要であったが、本発明に係るアブレイシブウォータージェット加工装置では、耳栓等の着用が不要となり、会話ができる程度の音に改善された。
さらにまた、キャッチャーカップ12がワークWに対してより近い位置に(最適な位置に)配置されて、キャッチャーカップ12の小型化(小径化)が図られることになるので、ワークWとの干渉回避性能を向上させることができ、従来よりも狭隘な箇所にアクセスして切削加工を行うことができる。
さらにまた、高価な耐摩耗材料からなるキャッチャーカップ12の小型化(小径化)が図られることにより、コストダウンを図ることができる。
これにより、間隔調整機構、アブレイシブノズルアッセンブリ、キャッチャーカップを移動させる機構(構成)を最も簡略化することができ、設備費や保守点検費等の費用を低減させることができる。
また、アブレイシブの含まれた超高圧水が取りこぼしなく回収されることとなるので、超高圧水の回収率を高めることができ、飛散したアブレイシブによるワークの損傷を防止することができるとともに、作業者の労働環境を改善することができる。
さらに、キャッチャーカップがワークに対してより近い位置に(最適な位置に)配置されることになるので、切削加工中の音を低減させることができ、作業者の労働環境を改善することができる。すなわち、特許文献1等に開示された従来のものでは、切削加工中の音(騒音)が100db程度となっていたため、近隣にいる作業者は耳栓等の着用が必要であったが、本発明に係るアブレイシブウォータージェット加工装置では、耳栓等の着用が不要となり、会話ができる程度の音に改善された。
さらにまた、キャッチャーカップがワークに対してより近い位置に(最適な位置に)配置されて、キャッチャーカップの小型化(小径化)が図られることになるので、ワークとの干渉回避性能を向上させることができ、従来よりも狭隘な箇所にアクセスして切削加工を行うことができる。
さらにまた、高価な耐摩耗材料からなるキャッチャーカップの小型化(小径化)が図られることにより、コストダウンを図ることができる。
これにより、最短の時間でワークを切削加工することができて、加工効率を向上させることができる。
また、アブレイシブの含まれた超高圧水がより取りこぼしなく回収されることとなるので、超高圧水の回収率をさらに高めることができて、作業者の労働環境をさらに改善することができる。
本実施形態に係るアブレイシブウォータージェット加工装置10は、例えば、図1から図3に示すようなガントリー型の工作機械1に適用されて、ワークWを所望の形状に切削加工する装置であり、アブレイシブノズルアッセンブリ11と、キャッチャーカップ12と、これらアブレイシブノズルアッセンブリ11とキャッチャーカップ12との間隔を調整する間隔調整機構13と、を備えている。
また、この切断実験では、図5に符号Bで示すワークWの下面から噴出する超高圧水の飛散角度が測定(計測)されるとともに、得られた飛散角度Bから、図5に符号Dで示すワークWの下面から噴出する超高圧水の飛散距離(=LtanB)が計算され、図6に◆で示す測定結果が求められることになる。なお、本実施形態に係る切断実験は、L=20mmとして行われた。
すなわち、切削加工中における最速の加工速度vが3mm/secとなる場合には、内径3mm以上のキャッチャーカップ12が採用(選択)され、切削加工中における最速の加工速度vが7mm/secとなる場合には、内径7mm以上のキャッチャーカップ12が採用(選択)されることになる。
一方、ワークWとキャッチャーカップ12の入口12aとの間隔Lは、間隔調整機構13によるキャッチャーカップ12の位置制御精度、キャッチャーカップ12の形状、ワークWの形状を考慮してできるだけ小さくなるように設定する。
なお、図7から図10に符号Tで示す実線は、トリムライン(切取線:切断線)の一具体例である。
また、アブレイシブの含まれた超高圧水が取りこぼしなく回収されることとなるので、超高圧水の回収率を高めることができ、飛散したアブレイシブによるワークWの損傷を防止することができるとともに、作業者の労働環境を改善することができる。
さらに、キャッチャーカップ12がワークWに対してより近い位置に(最適な位置に)配置されることになるので、切削加工中の音を低減させることができ、作業者の労働環境を改善することができる。すなわち、特許文献1等に開示された従来のものでは、切削加工中の音(騒音)が100db程度となっていたため、近隣にいる作業者は耳栓等の着用が必要であったが、本実施形態に係るアブレイシブウォータージェット加工装置10では、耳栓等の着用が不要となり、会話ができる程度の音に改善された。
さらにまた、キャッチャーカップ12がワークWに対してより近い位置に(最適な位置に)配置されて、キャッチャーカップ12の小型化(小径化)が図られることになるので、ワークWとの干渉回避性能を向上させることができ、従来よりも狭隘な箇所にアクセスして切削加工を行うことができる。
さらにまた、高価な耐摩耗材料からなるキャッチャーカップ12の小型化(小径化)が図られることにより、コストダウンを図ることができる。
また、アブレイシブの含まれた超高圧水が取りこぼしなく回収されることとなるので、超高圧水の回収率を高めることができ、飛散したアブレイシブによるワークWの損傷を防止することができるとともに、作業者の労働環境を改善することができる。
さらに、キャッチャーカップ12がワークWに対してより近い位置に(最適な位置に)配置されることになるので、切削加工中の音を低減させることができ、作業者の労働環境を改善することができる。すなわち、特許文献1等に開示された従来のものでは、切削加工中の音(騒音)が100db程度となっていたため、近隣にいる作業者は耳栓等の着用が必要であったが、本実施形態に係るガントリー型の工作機械1では、耳栓等の着用が不要となり、会話ができる程度の音に改善された。
さらにまた、キャッチャーカップ12がワークWに対してより近い位置に(最適な位置に)配置されて、キャッチャーカップ12の小型化(小径化)が図られることになるので、ワークWとの干渉回避性能を向上させることができ、従来よりも狭隘な箇所にアクセスして切削加工を行うことができる。
さらにまた、高価な耐摩耗材料からなるキャッチャーカップ12の小型化(小径化)が図られることにより、コストダウンを図ることができる。
これにより、最短の時間でワークWを切削加工することができて、加工効率を向上させることができる。
これにより、アブレイシブの含まれた超高圧水の回収をより容易なものとすることができ、加工面をよりきれいに仕上げることができて、作業効率をより一層向上させることができる。
また、アブレイシブの含まれた超高圧水がより取りこぼしなく回収されることとなるので、超高圧水の回収率をさらに高めることができて、作業者の労働環境をさらに改善することができる。
例えば、上述した実施形態では、本発明に係るアブレイシブウォータージェット加工装置10を、ガントリー型の工作機械1に適用したものを一具体例として挙げて説明したが、本発明に係るアブレイシブウォータージェット加工装置10は、ガントリー型の工作機械1以外の工作機械や、6軸ロボット(垂直多関節型ロボット)等の工作機械にも適用することができる。
2 アーム
10 アブレイシブウォータージェット加工装置
11 アブレイシブノズルアッセンブリ
12 キャッチャーカップ
13 間隔調整機構
L キャッチャーカップとワークとの間隔
Ln アブレイシブノズルアッセンブリとワークとの間隔
W ワーク
t ワークの厚み
v 加工速度
Claims (5)
- ワークを所望の形状に切削加工する際、アブレイシブが混入された超高圧水を噴射するアブレイシブノズルアッセンブリと、このアブレイシブノズルアッセンブリから噴射された前記超高圧水を回収するキャッチャーカップと、前記キャッチャーカップと前記ワークとの間隔を一定に保つように、前記アブレイシブノズルアッセンブリと前記キャッチャーカップとの間隔を調整する間隔調整機構と、を備えていることを特徴とするアブレイシブウォータージェット加工装置。
- 前記間隔調整機構の一端部に前記アブレイシブノズルアッセンブリが固定され、前記間隔調整機構の他端部に前記キャッチャーカップが固定されており、前記間隔調整機構、前記アブレイシブノズルアッセンブリ、前記キャッチャーカップが一体物として構成されていることを特徴とする請求項1に記載のアブレイシブウォータージェット加工装置。
- 請求項1または2に記載のアブレイシブウォータージェット加工装置が、アームの先端部に取り付けられていることを特徴とする工作機械。
- 前記ワークの材質および厚みに対する最速の加工速度が、前記ワークの材質および厚み毎にデータベースとして記憶されるとともに、前記データベースに記憶されたデータと、切削加工前に入力された、これから切削加工しようとするワークの材質および厚みに関するデータとを比較して、前記アームが最速の加工速度で移動するように、加工速度に関する指令信号を出力する制御器を備えていることを特徴とする請求項3に記載の工作機械。
- 前記アブレイシブノズルアッセンブリと前記ワークとの間隔を一定に保つように、前記制御器から前記アームに指令信号が出力されることを特徴とする請求項4に記載の工作機械。
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