JPH01103265A - ウオータジエツト切断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、高圧噴流であるウォータジェットによって被
切断物を切断するウォータジェット切断装置に関する。

背景技術 ノズルから噴射されるウォータジェットを用いて被切断
物の切断を行なう場合、その被切断物に関して前記ノズ
ルとは反対側に配置されたキャッチャと呼ばれる集液容
器で、切断後のウォータジェットを受ける必要がある。

従来では、ウォータジェットの郡動範囲に亘って大きな
集液容器が固定位置に取付けられて配置される。

発明が解決すべき問題点 このような先行技術では、集液容器が大きくなければな
らず、全体の構成が大形化する。

本発明の目的は、集液容器を小さくすることができ、全
体の構成を小形化することができるようにしたウォータ
ジェット切断装置を提供することである。

問題点を解決するための手段 本発明は、ウォータジェットのノズルを移動して、ウォ
ータジェットを被切断物に向けて噴射する手段と、 被切断物に関して、前記ノズルとは反対側に配置される
集液容器と、 ウォータジェットの移動に対応して、集液容器を移動す
る手段とを含むことを特徴とするウォータジェット切断
装置である。

１ト用 本発明に従えば、被切断物に関してノズルとは反対側に
配置された集液容器を、ウォータジェットの移動に対応
して移動するようにしたので、集液容器は小さくてずみ
、したがって全体の構成を小形化することができる。

実施例 第１図は本発明の一実施例の全体の系統図であり、第２
図は第１図に示された実施例の電気的構成を示すブロッ
ク図である。これらの図面を参照して、コンクリ−１・
などから成る被切断物１は、ノズル２から噴出されるウ
ォータジェット３によって切断される。被切断物１に関
してノズル２と反対側（第１図の左方）には、集液容器
４が配置され、被切断物を切断した陵のウォータジェッ
ト３が集液容器４によって回収され、これによってその
水が回収されるとともに、ウォータジェット３に含まれ
ている微細な研磨材が回収される。

ノズル２は、産業用ロボット５の作業端６に固定されて
おり、このロボット５は被り１！Ｉｉ物ｌの紙面に垂直
方向であるＸ軸方向と、第１図の上下方向であるＹ軸方
向との少なくとも２軸の駆動を行うことができる。ロボ
ット５はロボット制御回路７によって制御され、作業端
６はノズル２を予め定めた移動軌跡を辿って移動させる
ことができる。

ウォータジェット供給源８からは、可撓管９を介して、
高圧力の水とＶ＆細な研磨材との混合流体が供給され、
ノズル２の先端部１０からウォータジェット３が被切断
物１に向けて噴出される。

第２図は、第１図に示された実施例の電気的構成を示す
ブロック図である。ロボット制御回路７において、メモ
リ１１内には、ノズル２が辿るべき軌跡が間隔をあけて
ティーチングによって予めストアされている。このメモ
リ１１にストアされている内容は、補間演算回路１２に
与えられて補間演算が行われ、ノズル２の先端１０の位
置Ｘｒが求められる。この座標位置Ｘ＋−は、座標変換
回路１３に与えられて、極座標系の位置θｒが演算され
て求められる。座標変換回路１３からの出力は、ロボッ
ト５の各軸筋の制御系１４に与えられ、各軸筋の位置θ
が得られてノズル２が駆動され、ノズル２の先端１０が
予め定めた位置にもたらされる。

この各軸制御系１４からの出力は、ロボット５の座標系
の値であり、この値はライン１５を介して集液容器４の
制御装置１６に与えられる。制御装置１６では、ライン
１５からのロボット座標系の位置が座標変換回路１７に
与えられ、座標変換回路１７では、外部から見た座標系
におけるロボツｌ−５の各軸の位置Ｘが演算されて求め
られ、集液容器４の制御系１８に与えられる。制御系１
・８は、座標変換回路１７から与えられるノズル２の先
端ｌＯの位置に基づいて、集液容器４を移動して、ウォ
ータジェット３が受けられるように、その集液容器４を
駆動する。

第３図は、集液容器４のための制御装置１６における制
御系１８の具体的な電気的構成を示すブロック図である
。集液容器４は、第１図のＸ軸およびＹ軸方向に駆動さ
れ、座標変換回路１７からのＸ軸の位置指令値ｘｒは、
減算回路１つから係数回路２０に与えられ、伝達関数Ｇ
ｌ　（ｓ）を有する増幅回路２１に与えられる。これに
よって集液容器４は、Ｘ軸方向に移動される。増幅回路
２１の出力は、減算回路１つに与えられる。また同様に
して、座標変換回路１７からのＹ軸指令値ｙｒは、減算
回路２２から係数回路２３に与えられ、伝達関数Ｇ２　
（ｓ）を有する増幅回路２４に与えられ、Ｙ軸方向の位
置が定められる。この増幅回路２４の出力は、減算回路
２２に与えられる。このようにして、Ｘ軸方向およびＹ
軸方向にｔｌ＝　１ｆｆｌ容器４が、ノズル２の先端１
０の位置に対応して移動されて、ウォータジェット３を
集液容器４によって確実に受けることができる。

集液容器４において受けられたウォータジェットは、第
１図に示される液回収装置２５において回収され、その
水および微細な研磨材は、管路４５を介してウォータジ
ェット供給源８に導かれて再使用される。

第４図は、集液容器４に関連する構成を示す斜視図であ
る。集液容器４は、Ｙ軸方向に延びる案内手段２７によ
ってＹ軸方向に変位自在であり、モータなどの駆動源２
８によってＹ軸方向の位置に移動される。案内手段２７
は、Ｘ軸方向に延びるもう１つの案内手段２９に沿って
Ｘ方向に移動可能であり、したがって集液容器４はモー
タ３０によってＸ軸方向に移動される。案内手段２７゜
２９は、たとえば、モータ２８，３０によって駆動され
るねじ棒と、そのねじ棒に螺合するナツト部材とを有し
、ナツト部材に集液容器４および案内手段２７が固定さ
れる構成を有していてもよい。

このようにして、ロボット５の各軸の位置座標から、ノ
ズル２の先端１０の位置を演算によって求め、このノズ
ル２の先端１０の位置に基づいて、集液容器４の位置を
制御して、ウォータジェット３を集液容器４で確実に受
けることが可能である。

モータ２８，３０は、制御系１８（前述の第３図参照）
からの出力によって制御される。

第５図は、本発明の他の実施例の系統図である。

この実施例は、前述の実施例に類似し、対応する部分に
は同一の参照符を付す、ロボット５によって駆動される
ノズル２には、発光ダイオードなどの光源３２が固定さ
れる。この光源３２の位置は、相互にずれた位置に配置
された複数の光点位置検出器３３．３４によって検出さ
れる。光点位置検出器３３．３４の出力は、ノズル位置
演算回路３５に与えられて、光源３２の位置、したがっ
てノズル２の先端１０の位置を演算して求めることがで
きる。このノズル２の先端１０の位置を表す信号によっ
て制御回路１６は、集液容器４を駆動する。その他の構
成は、前述の実施例と同様である。

第６図は、本発明のさらに他の実施例の簡略化した斜視
図である。この実施例では、被切断物１に関してノズル
２とは反対側に、被切断物１を通過したウォータジェッ
ト３の位置を検出する検出手段３６を設ける。ウォータ
ジェット位置検出手段３６は、ウォータジェット３のＸ
軸方向の位置を検出するために、対を成す平行光源３７
と、１次元イメージセンサ３８とが設けられる。またウ
ォータジェット３のＹ軸方向の位置を検出するために、
平行光源３９と、１次元イメージセンナ４０とが設けら
れる。

第７図は、平行光源３７と１次元イメージセンサ３８と
の構成を示す、平行光源３７と１次元イメージセンサ３
８とは、固定位置に設けられる。

平行光源３７は、レーザビーム４１を発射するレーザ光
源４２と、そのビーム光４１が与えられる円柱レンズ４
３と、その光を平行光にするコリメータレンズ４４とを
有する。コリメータレンズ４４からの平行光４５は、ウ
ォータジェット３の位置を横切って、１次元イメージセ
ンサ３８に到達する。１次元イメージセンサ３８は、Ｘ
軸方向に配列された多数の受光素子ｐ１〜ｐｎを有する
。

第８図は、１次元イメージセンサ３８の出力を示す、平
行光源３７からの平行光４５がウォータジェット３によ
って遮断されると、そのウォータジェット３のＸ軸方向
の位置に対応した受光素子ｐｉの受光層は減少し、した
がってその出力レベ゛ルは参照符４６で示すように小さ
くなる。したがって、１次元イメージセンサ３８の受光
素子ｐ１〜ｐ　１１の出力レベルを、処理装置！１１４
７においてレベル弁別することによって、ウォータジェ
ット３のＸ軸方向の位置を検出することができる。同様
にして平行光源３９と、１次元イメージセンサ４０との
組合わせによって処理装置４７は、ウォータジェット３
のＹ軸方向の位置を検出することができる。処理装置４
７によって検出されたウォータジェット３の位置は、制
御装置１６に与えられ、これによって集液容器４が移動
されて、ウォータジェット３が集液容器４によって確実
に受けられる。その他の構成は、前述の実施例と同様で
ある。

効　　果 以上のように本発明によれば、被切断物を通過したウォ
ータジェットが受けられるように集液容器が移動される
ので、集液容器をノズルの移動範囲に亘るウォータジェ
ットを受けることができるように大形化する必要がなく
、その集液容器が小さくてすみ、全体の構成の小形化を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体の系統図、第２１２１
は第１図に示された実施例の電気的構成を示すブロック
図、第３図は集液容器４の制御装置１６に含まれている
制御系１８の具体的な構成を示すブロック図、第４図は
集液容器４の駆動手段２７．２９を示す斜視図、第５図
は本発明の他の実施例の簡略１ヒした系統図、第６図は
本発明のさらに池の実施例の簡略化した系統図、第７図
は第６図に示された実施例における平行光源３７と１次
元イメージセンサ３８とを示す図、第８図は１次元イメ
ージセンサ３８の出力波形図である。 ２・・・ノズル、３・・・ウォータジェット、４・・・
集液容器、５・・・産業用ロボット、７・・・ロボット
制御装置、８・・・ウォータジェット源、９・・・可撓
管、１０・・・ノズル先端、２７．２９・・・案内手段
代理人　　弁理士　西教　圭一部 第　れ 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ウォータジェットのノズルを移動して、ウォータジェッ
   トを被切断物に向けて噴射する手段と、被切断物に関し
   て、前記ノズルとは反対側に配置される集液容器と、 ウォータジェットの移動に対応して、集液容器を移動す
   る手段とを含むことを特徴とするウォータジェット切断
   装置。