JP7183971B2 - ショット処理装置及びショット処理装置の制御方法 - Google Patents
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Description
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、動作異常、または動作異常の予兆を迅速に効率良く検知し、対策を講じることが可能なショット処理装置及びショット処理装置の制御方法を提供することである。
すなわち、本発明によるショット処理装置は、ショット材を貯留する貯留部と、ショット材を噴射させるノズルであって、内部で発生した負圧によりショット材を吸引すると共に圧縮空気と共にショット材を噴射するノズルと、貯留部からノズルへショット材を搬送する搬送路と、圧縮空気をノズルに供給する圧縮空気供給部と、を備えるショット処理装置であって、搬送路内の負圧を検出する負圧計と、負圧計の検出結果に基づいて動作異常、または動作異常の予兆を検出する異常検出部と、異常検出部の検出結果に基づいて作動する異常処置部と、この異常処置部の作動を制御する制御部と、を備える。
このような構成によれば、ショット処理装置の動作異常、または動作異常の予兆を検出し、動作異常、または動作異常の予兆に迅速に対処することができる。
このような構成によれば、ショット処理装置に動作異常、または動作異常の予兆が生じた場合、当該動作異常、または動作異常の予兆を警告表示又は警告音により知得できるので、動作異常、または動作異常の予兆に対する処置を迅速に行うことができる。
このような構成によれば、搬送路がショット材により詰まる前に予防する対策を講じることができる。
このような構成によれば、安価で簡易に詰まり解除機構を構成することができる。
このような構成によれば、搬送路の一端の閉止と詰まり予防のための圧縮空気の供給を行うことができるので、簡易に安価に詰まり解除機構を構成することができる。
このような構成によれば、ショット材の詰まり(もしくは詰まりの予兆)の発生位置を簡便に検知することができるので、迅速に異常事態への対応が可能となる。
このような構成によれば、ショット材の詰まりは搬送路とノズルとの接合部で発生する確率が比較的高いので、その位置に負圧計を設けることで、詰まりの発生個所をより正確に特定することができる。
このような構成によれば、ショット材の詰まりは貯留部と搬送路との接合部近傍で発生する確率が比較的高いので、その位置に負圧計を設けることで、詰まりの発生個所をより正確に特定することができる。
このような構成によれば、搬送路はショット材が擦過することで破れ、亀裂や開口等の気密破れが発生することがある。搬送路に負圧計を設けることで、破れ、亀裂や開口の発生個所をより正確に特定することができる。
このような構成によれば、ショット処理装置の動作異常、または動作異常の予兆が詰まりに関係する場合に、搬送管路内の詰まりを予防することができる。
このような発明によれば、ショット処理装置の経時的な変化を感知でき、ショット材が詰まる前に予め対策を講じることができる。
搬送路内の負圧を検出すること、
負圧の検出結果に基づいて動作異常、または動作異常の予兆を検出すること、
動作異常、または動作異常の予兆が検出されたときに、警告表示、警告音を含む警告を発すること、を含む。
このような構成によれば、ショット処理装置に動作異常、または動作異常の予兆が生じた場合、当該動作異常、または動作異常の予兆を警告表示又は警告音により知得できるので、動作異常、または動作異常の予兆に対する処置を迅速に行うことができる。
搬送路内の負圧を検出すること、
負圧の検出結果に基づいて動作異常、または動作異常の予兆を検出すること、
動作異常、または動作異常の予兆が搬送路の詰まりの予兆である場合に、搬送路内に圧縮空気を供給すること、を含む。
このような発明によれば、ショット処理装置の動作異常、または動作異常の予兆が詰まりに関係する場合に、搬送管路内の詰まりを予防することができる。
このような構成によれば、ショット処理装置の経時的な変化を感知でき、ショット材が詰まる前に予め対策を講じることができる。
このような構成によれば、ショット処理装置の動作異常、または動作異常の予兆を迅速に検出することができる。
搬送路内の負圧を検出すること、
負圧の検出結果に基づいて動作異常、または動作異常の予兆を検出すること、
動作異常、または動作異常の予兆が搬送路の詰まりの予兆である場合をカウントし、このカウントした値が設定された値以上のとき警告を発すること、を含む。
このような発明によれば、ショット処理装置の経時的な変化を感知でき、ショット材が詰まる前に予め対策を講じることができる。
(第1の実施形態)
以下に本発明の実施の形態の一例を示す。図1は、本発明の実施形態におけるショット処理装置1の概略構成図である。ショット処理装置1は、ショット材2を貯留するホッパー3(貯留部)と、このショット材2を噴射させるノズル4と、ホッパー3からノズル4へショット材2を搬送するホース5(搬送路)と、圧縮空気をノズル4に供給するコンプレッサ6(圧縮空気供給部)と、制御部10を備えている。制御部10は、図示しないCPU、メモリ、コネクタ、バッファ等から構成されており、以下に示す個別の機能処理部分を統合的に制御している制御基板上の一領域のことである。なお、制御基板は、プログラマブルロジックコントローラ(PLC)やデジタルシグナルプロセッサ(DSP)などのモーションコントローラ、パーソナルコンピュータ(PC)などの各種演算装置、等ショット処理装置の動作を制御する装置に含まれる。
ホース5のホッパー3との接合部近傍には、ホース5内の負圧を検出する負圧計7が備えられ、この負圧計7と通信し、この負圧計7の検出結果に基づいて装置の動作異常、または動作異常の予兆を検出する異常検出部8が設けられている。異常検出部8は、負圧計7から入力されるデータを簡易に演算できる二値情報に変換するICチップやメモリ、コネクタ、バッファ等からなる機能処理部分であり、前述のCPUが、どのような状態が異常でどのような状態なら正常なのかを演算判断(比較)するために必要なプログラムやデータが格納されている。
また、異常検出部8の検出結果に基づいて作動する異常処置部9が設けられており、この異常処置部9は制御部10により制御されている。
異常処置部9に内包される警告機構9Aは、パトライト(登録商標)などの光明滅手段や、スピーカーなどの音声出力手段とそれらと接続するケーブル、ならびにそのケーブルと前述の制御基板とを接続するコネクタ、バッファなどからなる機能処理部分である。警告機構9Aは、異常検出部9の検出結果に基づいて装置が異常であることの警告表示または警告音を含む警告を発するものである。
また、同様に異常処置部9に内包される詰まり解除機構9Bは、ICチップ、メモリなどからなる後述する圧縮空気供給機構を制御する機能処理部分であり、後述するようにショット材2のホース5内にショット材2が詰まった場合に、ホース5内に圧縮空気を供給してショット材の詰まりを解除するものである。
また、ショット処理装置1は、ホース5内への詰まりの予兆を判断する予兆判断部8Aを備えている。この予兆判断部8Aは、前述した制御基板の一領域であり、ICチップやコネクタ、バッファなどからなる機能処理部分である。このICチップは前述のCPUが、現在の負圧値が異常状態の予兆なのか否か演算判断(比較)するために必要なプログラムやデータが格納されている。この予兆判断部8Aは、異常検出部8の検出結果に基づいて、後述するようにホース5内へのショット材の詰まりの予兆を判断する。
図2は、この大径の配管22、小径の配管24の先端部の詳細構造を示しており、この図に示すように、配管22は、その先端部23が斜めにカットされており、配管24はその先端部23内に挿入配管されている。配管22は、ホッパー3の下端部21の外部にホース5の一端が連結され、このホース5の他端はノズル4に連結されている。
ノズルチップ31は、その中心軸線方向にショット材噴出孔31aを備えている。ショット材噴出孔31aの内径寸法r1は、本体管路33の中央拡径部36の内径r2より小径とされている。
エアージェットノズル32は、その中心軸縦方向に圧縮空気噴出孔32aを備えている。圧縮空気噴出孔32aの内径寸法r3は中央拡径部36の内径r2より小径とされており、装置の稼働時に、後述するように中央拡径部36内が負圧状態になるようになっている。その先端部が中央拡径部36内に位置し、他端がノズル本体30の外部に位置している。
これらの三方弁11、12は、レバー11d、12d、の操作、又は制御部10からの指令によって、第1の接続口11a、12aと第2の接続口11b、12bを連通させた状態か、第1の接続口11a、12aと第3の接続口11c、12cを連通させた状態かに、切り換えることができるように構成されている。
ショット処理装置1において、当初、コンプレッサ6は、停止している。第1の三方弁は、第1の接続口11aと第2の接続口11bとが連通しており、コンプレッサ6が始動した際には、圧縮空気をノズル4に送ることが可能な状態となっている。また、第2の三方弁は、第1の接続口12aと第2の接続口12bとが連通しており、ホッパー3の下端部21に挿入されている配管24は、大気圧に開放されている。
この場合、小径の内径r3を有するエアージェットノズル32から噴出する圧縮空気は、大径の内径寸法r2を有する中央拡径部36を通って小径の内径寸法r1を有するノズルチップ31に内に導入されるので、中央拡径部36内がベンチュリ効果によって負圧状態となる。この結果、ショット材導入管路34、及びホース5内に負圧が生じる。この負圧によって、図2に示されている、配管22の端部23と、配管24の間隙25からショット材2が、大気圧に開放されている配管24からの空気と共に吸い込まれる。吸い込まれたショット材2は、ホース5を通過して、ノズル4まで搬送される。搬送されたショット材2は、ノズル本体30のショット材導入管路34を通過して、中央拡径部36で、エアージェットノズル32の先端から吹き出す圧縮空気と混合され、ノズルチップ31の先端から被加工物14への噴射が開始される。この後、ショット材2による加工は、三方弁11とノズル4の途中に設けているピンチバルブ(図示せず)のオンオフによって被加工物14への加工が継続的に行われる(S01)。
ここで装置の動作異常とは、(イ)ホース5にショット材が詰まった場合、(ロ)ホース5に亀裂が生じたり穴が開いた場合、(ハ)ホース5が接続部、例えばノズル4、又は配管22の接続部から外れた場合などである。上記の動作異常について、ショット材2の詰まりは、ショット材2を循環させて使用することにより、ワーク(被加工物)に付着する油分・水分や、大気の湿気や、環境のコンタミなどがショット材に付着し、その結果ショット材2の流動性低下が原因となって詰まりが生じることがある。また、詰まりが生じる場所は、ホース5の湾曲部、ホース5とノズル4の接続部等、ショット材2の流動方向が変化する部分や、ショット材2の搬送路の内径寸法が変化する部分などである。
また、装置1の長期間稼働によるショット材2の擦過により、ホース5の内面が削れ、穴が開くことがある。またショット材2の流通によりホース5が振動し、その振動が局所的に集中したことによりホース5に亀裂が入ることがある。穴が開いたり亀裂が入る場所としては、ホース5の湾曲部等、ショット材2の流動方向が変化する部分などである。
また、装置1を稼働した場合には、ホース5がショット材2の流通により振動し、この振動が繰り返されることによって、当該ホース5がノズル4等から外れることがある。
図4には、ショット材2の噴射を開始してから、噴射が安定するまで(点線範囲51)と、安定状態が継続している状態(点線範囲52)の波形が示されている。図5には、安定状態の負圧波形(点線範囲53)から、動作が不安定(点線範囲54)となり、詰まり55となった波形が示されている。
ホース5内の負圧には、以下に示す表1のような傾向があることが、本発明の発明者の調査によってわかっている。
上記制御に加えて、ホース5内に圧縮空気を供給することをカウントし、このカウントした値が設定された値以上のとき警告を発すること、動作異常または動作異常の予兆がホース5の詰まりやホース5からの気密破れである場合に警告を発すること、を採用することができる。
次に以下に上述した第1の実施形態の変形例を示す。図6はそのフローチャートである。図6においては、図3のフローチャートと同一のステップは、同一の符号で示されている。本変形例が上記実施形態と異なる点は、図3の詰まり予防動作、及び、カウント(S04)が、予兆カウント(S14)に置き換えられている点である。すなわち、図5に示された詰まりの予兆(点線範囲54)は、前述のホース5に圧縮空気を供給する詰まり予防動作を行わなくても、安定状態(点線範囲53)に復帰する場合がある。この場合は、連続的に詰まり予兆と安定状態を繰り返す場合があるので、この変形例では、詰まり予防動作を行わず、詰まりの予兆が設定回数を超えたら、警告を発するように制御するようにしたものである。このような制御方法を採用することにより、制御を簡便化して、加工工程のスループットを向上することができる。また、詰まり解除機構9Bを設けなくても良いので、ショット処理装置1を簡便に構成することができる。
次に以下に本発明の実施の2例目を示す。図7は2例目のショット処理装置60の模式図である。図7においては、第1の実施形態と同一の構成要素は、同符号で示されている。この実施形態が、上記の第1の実施形態と異なる点は、ホース5のノズル4との接合部近傍に、負圧計7aを、ホース5のホッパー3とノズル4の間の湾曲部に負圧計7bを備えた点である。異常検出部8は、3つの負圧計7、7a、7bの値を解析し、動作異常、または動作異常の予兆を分析するように構成されている。
このような構成とすることで、ホース5における動作不良を、場所、状態について、さらに詳細に検知することができる。例えば、ショット処理装置60が、加工動作状態にあったとき、負圧計7a、7bの値が、高止まり(-30kPa以上)し、負圧計7の値が大気圧付近(0kPa付近)であった場合は、ホース5の負圧計7と負圧計7bの間で詰まりが発生していることがわかる。例えば、すべての負圧計7、7a、7bの値が、大気圧付近(0kPa付近)であった場合は、ホース5の気密破れの状態であることがわかり、ホース5に穴が開いたか、いずれかの接続部からホース5が外れていることがわかる。したがって、より詳細な状況を含めた情報を、例えば警告部9のディスプレイ(図示せず)に表示することができ、動作異常、または動作異常の予兆対策を迅速に講じることが可能となる。
なお、負圧計7bをホース5の湾曲部に設ける理由は、湾曲部においては、ショット材2がホース5の内壁に衝突するので摩耗しやすく、破れ、亀裂や開口が比較的発生しやすいので、ホース5の湾曲部に負圧計を設けることで、破れ、亀裂や開口の発生個所をより正確に特定することができるからである。
また、本実施の形態では、負圧計を3つ備えることが記載されているが、これに限定されず状況に応じて負圧計をいくつ備えてもよい。
上記実施形態のショット処理装置1は、ブラスト加工の為の装置であってもショットピーニングの為の装置であってもよい。更には、ショット材2を被加工面に噴射・衝突させて、ショット材2由来の皮膜を形成するための装置であってもよい。
2 ショット材
3 ホッパー(貯留部)
4 ノズル
5 ホース(搬送路)
6 コンプレッサ(圧縮空気供給部)
7、7a、7b 負圧計
8 異常検出部
8a 予兆判断部8A
9 異常処置部
9A 警告機構
9B 詰まり解除機構
10 制御部
11 第1の三方弁
12 第2の三方弁
Claims (17)
- ショット材を貯留する貯留部と、
前記ショット材を噴射させるノズルであって、内部で発生した負圧により前記ショット材を吸引すると共に圧縮空気と共に前記ショット材を噴射するノズルと、
前記貯留部から前記ノズルへ前記ショット材を搬送する搬送路と、
前記圧縮空気を前記ノズルに供給する圧縮空気供給部と、を備えるショット処理装置であって、
前記搬送路内の負圧を検出する負圧計と、
前記負圧計の検出結果に基づいて、前記搬送路の詰まり、又は/および前記搬送路からの気密破れを含む、動作異常、または動作異常の予兆を検出する異常検出部と、
前記異常検出部の検出結果に基づいて作動する異常処置部と、
前記異常処置部の作動を制御する制御部と、
を備えるショット処理装置。 - 前記異常処置部は、前記異常検出部の検出結果に基づいて、警告表示又は警告音を含む警告を発する警告機構を備える請求項1に記載のショット処理装置。
- 前記異常処置部は、前記異常検出部で検出された検出結果に基づいて、前記搬送路内に前記圧縮空気を供給する詰まり解除機構を備える請求項1又は2に記載のショット処理装置。
- 前記詰まり解除機構は、前記圧縮空気を受け入れるとともに前記ノズルまたは前記搬送路内に前記圧縮空気を選択的に供給する三方弁を備える請求項3に記載のショット処理装置。
- 前記三方弁は、前記ノズル又は前記搬送路内に前記圧縮空気を選択的に供給する第一の三方弁と、
前記第一の三方弁と前記搬送路との間に介在し、前記第一の三方弁から前記圧縮空気を受け入れるとともに、前記搬送路内に前記圧縮空気を供給する、または前記搬送路内を大気開放する、ことを選択的に行う第二の三方弁とを備える請求項4に記載のショット処理装置。 - 前記搬送路に、前記搬送路の延在する方向に前記負圧計が複数設けられている請求項1から5のいずれか一項に記載のショット処理装置。
- 前記負圧計は、前記搬送路と前記ノズルとの接合部近傍に設けられている請求項6に記載のショット処理装置。
- 前記負圧計は、前記貯留部と前記搬送路との接合部近傍に設けられている請求項6または7に記載のショット処理装置。
- 前記負圧計は、前記搬送路と前記ノズルとの接合部と、前記貯留部と前記搬送路との接合部との間に介在する前記搬送路上に設けられている請求項8に記載のショット処理装置。
- ショット材を貯留する貯留部と、
前記ショット材を噴射させるノズルであって、内部で発生した負圧により前記ショット材を吸引すると共に圧縮空気と共に前記ショット材を噴射するノズルと、
前記貯留部から前記ノズルへ前記ショット材を搬送する搬送路と、
前記圧縮空気を前記ノズルに供給する圧縮空気供給部と、を備えるショット処理装置であって、
前記搬送路内の負圧を検出する負圧計と、
前記負圧計の検出結果に基づいて動作異常、または動作異常の予兆を検出する異常検出部と、
前記搬送路内に前記圧縮空気を供給する詰まり解除機構と、
前記動作異常、または動作異常の予兆が前記搬送路の詰まりの予兆であるか否かを判断する予兆判断部と、
前記予兆判断部が、詰まりの予兆であると判断すると、前記搬送路内に前記圧縮空気を供給するよう前記詰まり解除機構を制御する制御部と、
を備えるショット処理装置。 - ショット材を貯留する貯留部と、
前記ショット材を噴射させるノズルであって、内部で発生した負圧により前記ショット材を吸引すると共に圧縮空気と共に前記ショット材を噴射するノズルと、
前記貯留部から前記ノズルへ前記ショット材を搬送する搬送路と、
前記圧縮空気を前記ノズルに供給する圧縮空気供給部と、を備えるショット処理装置であって、
前記搬送路内の負圧を検出する負圧計と、
前記負圧計の検出結果に基づいて動作異常、または動作異常の予兆を検出する異常検出部と、
前記異常検出部の検出結果に基づいて、警告表示又は警告音を含む警告を発する警告機構と、
前記動作異常、または動作異常の予兆が前記搬送路の詰まりの予兆である場合をカウントし、このカウントした値が設定された値以上のとき警告を発するよう前記警告機構を制御する制御部と、を備えるショット処理装置。 - ショット材を貯留する貯留部と、前記ショット材を噴射させるノズルであって、内部で発生した負圧により前記ショット材を吸引すると共に圧縮空気と共に前記ショット材を噴射するノズルと、前記貯留部から前記ノズルへ前記ショット材を搬送する搬送路と、前記圧縮空気を前記ノズルに供給する圧縮空気供給部と、を備えるショット処理装置の制御方法であって、
前記搬送路内の負圧を検出すること、
前記負圧の検出結果に基づいて、前記搬送路の詰まり、又は/および前記搬送路からの気密破れを含む、動作異常、または動作異常の予兆を検出すること、
前記動作異常、または動作異常の予兆が検出されたときに、警告表示、警告音を含む警告を発すること、を含むショット処理装置の制御方法。 - ショット材を貯留する貯留部と、前記ショット材を噴射させるノズルであって、内部で発生した負圧により前記ショット材を吸引すると共に圧縮空気と共に前記ショット材を噴射するノズルと、前記貯留部から前記ノズルへ前記ショット材を搬送する搬送路と、前記圧縮空気を前記ノズルに供給する圧縮空気供給部と、を備えるショット処理装置の制御方法であって、
前記搬送路内の負圧を検出すること、
前記負圧の検出結果に基づいて動作異常、または動作異常の予兆を検出すること、
前記動作異常、または動作異常の予兆が前記搬送路の詰まりの予兆である場合に、前記搬送路内に前記圧縮空気を供給すること、
を含むショット処理装置の制御方法。 - 前記搬送路内に前記圧縮空気を供給することをカウントし、このカウントした値が設定された値以上のとき警告を発すること、を含む請求項13に記載のショット処理装置の制御方法。
- 前記動作異常、または動作異常の予兆が前記搬送路の詰まり、又は/および前記搬送路からの気密破れである場合に警告を発すること、を含む請求項13に記載のショット処理装置の制御方法。
- ショット材を貯留する貯留部と、前記ショット材を噴射させるノズルであって、内部で発生した負圧により前記ショット材を吸引すると共に圧縮空気と共に前記ショット材を噴射するノズルと、前記貯留部から前記ノズルへ前記ショット材を搬送する搬送路と、前記圧縮空気を前記ノズルに供給する圧縮空気供給部と、を備えるショット処理装置の制御方法であって、
前記搬送路内の負圧を検出すること、
前記負圧の検出結果に基づいて動作異常、または動作異常の予兆を検出すること、
前記動作異常、または動作異常の予兆が前記搬送路の詰まりの予兆である場合をカウントし、このカウントした値が設定された値以上のとき警告を発すること、
を含むショット処理装置の制御方法。 - 前記動作異常、または動作異常の予兆が前記搬送路の詰まりの予兆である場合に、前記搬送路内に前記圧縮空気を供給すること、を含む請求項12に記載のショット処理装置の制御方法。
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