JPH03244787A - Method and device for excavating ditch by using liquid jet - Google Patents

Method and device for excavating ditch by using liquid jet

Info

Publication number
JPH03244787A
JPH03244787A JP3876990A JP3876990A JPH03244787A JP H03244787 A JPH03244787 A JP H03244787A JP 3876990 A JP3876990 A JP 3876990A JP 3876990 A JP3876990 A JP 3876990A JP H03244787 A JPH03244787 A JP H03244787A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
excavation
nozzle
abnormality
liquid jet
speed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP3876990A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0733753B2 (en
Inventor
Koji Oshitani
孝治 忍谷
Hiroshi Miyahara
洋 宮原
Yoshiharu Miyanaga
宮永 佳晴
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KAIHATSU KOJI KK
Electric Power Development Co Ltd
Japan Steel Works Ltd
Original Assignee
KAIHATSU KOJI KK
Electric Power Development Co Ltd
Japan Steel Works Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KAIHATSU KOJI KK, Electric Power Development Co Ltd, Japan Steel Works Ltd filed Critical KAIHATSU KOJI KK
Priority to JP3876990A priority Critical patent/JPH0733753B2/en
Publication of JPH03244787A publication Critical patent/JPH03244787A/en
Publication of JPH0733753B2 publication Critical patent/JPH0733753B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

PURPOSE:To realize full automation by detecting lowering or the stop of an operation speed in a direction crossing an axis, extending in an excavating direction, at right angles, moving backward a nozzle through decision of abnormality of excavation, and re-starting normal excavation after re-excavation of an abnormal spot is effected. CONSTITUTION:A moving bed 4 is located in a manner to be longitudinally and laterally movable over a frame 2 and a rotary encoder 78 is mounted on the rear part of a motor 76 of a rotation drive device 66 for rotating a rotary coupling 64 to input a detecting signal to a control device 73. In the device 73, by comparing an inputted detecting signal with a preset allowable time distance, abnormality of a rotation speed is decided, and a nozzle 18 is moved backward with the aid of a motor 6. The nozzle 18 is moved to a coordinate available before the occurrence of abnormality, a set area range is excavated at a speed lower than a normal excavating speed, and normal excavation is restarted after completion of re-excavation. This method realizes full automation.

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は1.液体ジェットを用いたみぞ掘削方法及び装
置に関するものである。なお、本明細書中において液体
ジェットとは、液体中に研磨材を混濁させた、いわゆる
アブレーシブウォータジェットも含まれるものとする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (a) Field of industrial application The present invention comprises 1. The present invention relates to a groove excavation method and apparatus using a liquid jet. Note that in this specification, the term "liquid jet" includes a so-called abrasive water jet in which an abrasive material is mixed in a liquid.

(ロ)従来の技術 第6図に従来の液体ジェットを用いたみぞ掘削装置を示
す。液体ジェットノズル(以下、本明細書中においては
、単にノズルと称する)100は回転するツール102
の先端部に軸心から所定の角度θ傾いて取り付けられて
おり、ツール102を回転させながら液体ジェットを噴
出することにより被掘削物104にツール102の直径
よりも大きい直径を有する穴を掘削し、ツール102を
掘削面に沿って(図中左右方向に)移動させることによ
り、みぞ106を形成することができる。
(b) Prior Art Figure 6 shows a groove excavation device using a conventional liquid jet. A liquid jet nozzle (hereinafter simply referred to as a nozzle) 100 is a rotating tool 102.
It is attached to the tip of the tool 102 at a predetermined angle θ from the axis, and drills a hole having a diameter larger than the diameter of the tool 102 in the object 104 by ejecting a liquid jet while rotating the tool 102. , the groove 106 can be formed by moving the tool 102 along the excavation surface (in the left-right direction in the figure).

みぞ106は、上記の動作を繰り返すことによって所定
の深さのものとすることができる。
The groove 106 can be made to a predetermined depth by repeating the above operation.

(ハ)発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記のような従来の液体ジエ・ソトを用
いたみぞ掘削方法及び装置によると、第7図に示すよう
にみぞ106の一部に例えば石202や鉄筋204のよ
うな硬度の高い物質があると、その部分だけ完全には掘
削されずに掘削残部206を生じることになる。また、
液体ジェットの中の研磨材につまりが生じて研磨材の供
給が不十分なまま掘削させる場合には、掘削部に硬度の
高い異物がなくても、符号Aで示すような形状の掘削残
部206が発生する。掘削残部206に掘削装置が衝突
すると、装置が破損したり、掘削不能になる。このため
、従来は掘削時の音、振動などの変化を検出するか、ロ
ードセルなどを用いて掘進抵抗の変化を検出するように
しておき、所定のレベル以上の変化があったときに異常
を判断し、掘削装置を一旦停止させた後、手作業でこの
ような掘削残部206を時間をかけて切削して取り除く
ようにしていた。このため、掘削装置を自動化すること
が困難であった。本発明はこのような課題を解決するこ
とを目的としている。
(c) Problems to be Solved by the Invention However, according to the conventional groove excavation method and apparatus using liquid die-soto as described above, as shown in FIG. If there is a highly hard material such as reinforcing steel 204, that portion will not be completely excavated, resulting in an excavated remainder 206. Also,
If the abrasive material in the liquid jet becomes clogged and excavation is performed with insufficient supply of abrasive material, even if there are no hard foreign objects in the excavated part, the excavated residue 206 having a shape as shown by symbol A will be removed. occurs. If the excavation equipment collides with the excavation residue 206, the equipment may be damaged or become unable to excavate. For this reason, conventional methods have been to detect changes in sounds, vibrations, etc. during excavation, or to detect changes in excavation resistance using load cells, etc., and determine an abnormality when there is a change above a predetermined level. However, after the excavation equipment is temporarily stopped, such excavation residue 206 is manually cut and removed over time. For this reason, it has been difficult to automate the drilling equipment. The present invention aims to solve these problems.

(ニ)課題を解決するための手段 本発明は、液体ジェットを噴射するノズル(18)の動
作の異常を、ノズル駆動装置(10及び/又は12)の
速度又は、駆動電流値などの異常により検出してノズル
ケ後退させ、異常を生じる以前の座標にノズルを戻し、
異常部分の再掘削を行った後、通常の掘削作業を再開す
ることにより上記課題を解決する。すなわち、本発明に
よる液体ジェットを用いたみぞ掘削方法は、液体ジェッ
トを噴射するノズルが一定速度で駆動されるものにおい
て、ノズルの掘進方向の軸線と直交する方向への動作速
度が低下したこと又は、動作が停止したことを検出して
掘削の異常を判断し、ノズルを後退させ、異常が発生す
る以前の座標にノズルを戻し、異常個所の再掘削を行っ
た後、通常の掘削動作を再開するようにしている。
(D) Means for Solving the Problems The present invention solves abnormalities in the operation of a nozzle (18) that injects a liquid jet by abnormalities in the speed or drive current value of the nozzle drive device (10 and/or 12). The nozzle is detected and moved backward, returning the nozzle to the coordinates before the abnormality occurred.
The above problem is solved by re-excavating the abnormal area and then restarting normal excavation work. That is, in the groove excavation method using a liquid jet according to the present invention, the nozzle that injects the liquid jet is driven at a constant speed, and the operating speed of the nozzle in the direction perpendicular to the axis of the excavation direction is reduced or , detects that the operation has stopped, determines that there is an abnormality in excavation, moves the nozzle backward, returns the nozzle to the coordinates before the abnormality occurred, re-excavates the abnormal area, and resumes normal excavation operation. I try to do that.

また、液体ジェットを噴射するノズルが1掘削行程中に
変速駆動されるものにおいて、あらかじめノズルの1掘
削行程中の掘進方向の軸線と直交する方向への座標ごと
の設定移動速度を記憶しておき、掘削中のノズルの座標
ごとの実際の移動速度を上記設定移動速度と比較し、両
速度間にあらかじめ設定した値以上の速度差があった場
合に掘削の異常を判断し、ノズルを後退させ、異常が発
生する以前の座標にノズルを戻し、異常個所の再掘削を
行った後、通常の掘削動作を再開するようにしている。
In addition, in a case where the nozzle that injects a liquid jet is driven at variable speed during one excavation stroke, the set movement speed for each coordinate in the direction perpendicular to the axis of the excavation direction during one excavation stroke of the nozzle is memorized in advance. , the actual movement speed of the nozzle during excavation for each coordinate is compared with the above set movement speed, and if there is a speed difference between the two speeds that is greater than a preset value, it is determined that there is an abnormality in excavation, and the nozzle is moved back. After returning the nozzle to the coordinates before the abnormality occurred and re-excavating the abnormal area, normal excavation operation is resumed.

異常個所の再掘削は、対応する座標に対しあらかじめ設
定した速度よりも低い速度で、かつあらかじめ再掘削用
に設定した面積範囲にわたって行うようにするとよい。
The re-excavation of the abnormal location is preferably carried out at a speed lower than the speed preset for the corresponding coordinates and over an area range preset for re-excavation.

また、本発明の液体ジェットを用いたみぞ掘削装置は、
所定位置に移動させて固定することが可能なフレーム(
2)と、フレーム(2)上を前後進装置(6)によって
移動可能な移動台(4)と、移動台(4)に搭載され先
端部のレバー(20)を一平面内で揺動させることが可
能な揺動装置(10)と、移動台(4)に搭載され先端
部のノズル取り付け部材(16)を上記一平面に直交す
る運動成分を含む繰り返し運動をさせることが可能な繰
り返し運動装置(12)と、ノズル取り付け部材(16
)に取り付けられ液体ジェットを噴射可能なノズル(1
8)と、揺動装置(10)及び繰り返し運動装置(12
)の両方又はいずれか一方の原動機(46及び/又は6
6)部に取り付けられた異常検出センサ(78又は79
)と、異常検出センサ(78又は79)からの信号を人
力として動作の異常を判断し、ノズル(18)の異常発
生以前の座標への移動・再掘削・異常発生点の座標への
復帰・通常掘削の再開を指令する制御装置(73)と、
を有しており、ノズル取り付け部材(16)は、レバー
(20)に繰り返し運動可能に支持されている。なお、
かっこ内の符号は後述の実施例の対応する部材を示す。
Furthermore, the groove excavation device using the liquid jet of the present invention has the following features:
A frame that can be moved and fixed in place (
2), a movable base (4) movable on the frame (2) by a forward and backward movement device (6), and a lever (20) at the tip mounted on the movable base (4) that swings within one plane. a rocking device (10) that can move the nozzle mounting member (16) at the tip mounted on the movable table (4) repeatedly, including a motion component perpendicular to the above-mentioned one plane; The device (12) and the nozzle attachment member (16)
) is attached to a nozzle (1) that can spray a liquid jet.
8), a rocking device (10) and a repetitive exercise device (12).
) of either or both of the prime movers (46 and/or 6
6) Abnormality detection sensor (78 or 79) attached to the part
) and the signal from the abnormality detection sensor (78 or 79) to manually determine the abnormality in the operation, move the nozzle (18) to the coordinates before the abnormality occurred, re-excavate, return to the coordinates of the abnormality point, a control device (73) that commands the restart of normal excavation;
The nozzle mounting member (16) is supported by the lever (20) so as to be able to move repeatedly. In addition,
Reference numerals in parentheses indicate corresponding members in the embodiments described below.

(ホ)作用 (請求項1の作用) 例えば、ノズル駆動装置の駆動軸には回転位置センサ(
異常検出センサ)が取り付けられており、異常のないと
きは一定速度で回転するノズル駆動装置の駆動軸によっ
て回転位置センサが、定の時間間隔ごとに信号を発生し
、この検出信号は制御装置に入力され、あらかじめ設定
した許容時間間隔と比較されている。この検出信号が許
容値から外れた場合に制御装置は、回転速度の異常を判
断し、まず、その場からノズルを後退させる信号を前後
進装置に送る。次に制御装置はノズルを、異常が発生す
る以前の座標に移動させ、異常部の再掘削を行う。この
異常部は一般的には、ほかの部分よりも硬度の高い異物
があるために生じ、ある大きさを持っているので、通常
の掘削速度よりも低い速度で、あらかじめ異常部の大き
さを想定して設定した面積範囲を掘削するようにすると
よい。異常部の掘削を終了したら、再び通常の掘削を再
開させる。
(e) Effect (effect of claim 1) For example, a rotational position sensor (
The rotational position sensor generates a signal at fixed time intervals by the drive shaft of the nozzle drive device, which rotates at a constant speed when there is no abnormality, and this detection signal is sent to the control device. entered and compared to the preset allowed time interval. If this detection signal deviates from the allowable value, the control device determines that there is an abnormality in the rotational speed, and first sends a signal to the forward/backward movement device to move the nozzle backward from that point. Next, the control device moves the nozzle to the coordinates before the abnormality occurred, and re-excavates the abnormal area. This abnormal area is generally caused by foreign matter that is harder than other parts and has a certain size, so the size of the abnormal area must be determined in advance at a speed lower than the normal excavation speed. It is a good idea to excavate within a predetermined area range. Once the abnormal area has been excavated, normal excavation is resumed.

(請求項2の作用) 1掘削行程中のノズルの移動速度は座標位置によって異
なるようにされており、位置ごとの速度が制御装置の中
に設けられた記憶器に記憶されている。例えば、ノズル
駆動装置の駆動軸に取り付けられたロークリエンコーダ
(異常検出センサ)が、1掘削行程中の各位置ごとの駆
動軸の回転角度を検出しており、この検出信号は制御装
置に送られて、実際の速度が計算され、記憶されている
対応する位置の速度と比較される。制御装置は、この両
者の値の差があらかじめ設定した値よりも大きくなった
ときに異常が発生しなと判断し、制御装置は、まず、そ
の場からノズルを後退させる信号を前後進装置に送る。
(Effect of Claim 2) The moving speed of the nozzle during one excavation stroke is made different depending on the coordinate position, and the speed for each position is stored in a memory provided in the control device. For example, a row encoder (abnormality detection sensor) attached to the drive shaft of a nozzle drive device detects the rotation angle of the drive shaft at each position during one excavation process, and this detection signal is sent to the control device. the actual velocity is calculated and compared with the velocity of the corresponding stored position. The control device determines that an abnormality has occurred when the difference between these two values becomes larger than a preset value, and the control device first sends a signal to the forward and backward movement device to move the nozzle backward from that point. send.

以降の動作は上記1項の場合と同様の手順により行われ
て、異常部の掘削終了後、通常動作が再開される。
The subsequent operations are performed according to the same procedure as in the case of item 1 above, and after the completion of excavation of the abnormal area, normal operation is resumed.

このようにすることにより、掘削残部が発生するような
異常が生じても、手作業により掘削残部を除去するよう
なことな(、確実に掘削残部を検出することができ、こ
れを取り除くまで自動的に再掘削が繰り返され、再掘削
が終われば、引き続いて通常の掘削作業を再開すること
ができる。
By doing this, even if an abnormality occurs such as excavation residue, it is possible to reliably detect the excavation residue and automatically remove the excavation residue, instead of manually removing the excavation residue. Once the re-excavation is complete, normal excavation operations can be resumed.

(へ)実施例 第2及び3図に本発明の適用される液体ジェットを用い
たみぞ掘削装置の1例を示す。フレーム2上に移動台4
が第2及び3図中左右方向に移動可能に設けられている
。なお、フレーム2自体は図示してない口”ボットアー
ムの先端に取付けられており、所望の位置まで移動させ
て静止させることができる。移動台4はフレーム2に設
けられたモータ6(前後進装置)によってプーリ7及び
ベルト8を介して駆動され、位置が制御される。なお、
移動台4の底面にはベルト8に固定される接紐部材5が
取り付けられている。移動台4に揺動装置10及び繰り
返し運動装置12が設けられている。揺動装置10及び
繰り返し運動装置12を以下に説明する。
(F) Embodiment Figures 2 and 3 show an example of a groove excavation device using a liquid jet to which the present invention is applied. Moving table 4 on frame 2
is provided so as to be movable in the left and right directions in FIGS. 2 and 3. The frame 2 itself is attached to the tip of a robot arm (not shown), and can be moved to a desired position and kept stationary. device) via a pulley 7 and belt 8, and its position is controlled.
A tie member 5 fixed to the belt 8 is attached to the bottom surface of the movable table 4. The movable table 4 is provided with a rocking device 10 and a repetitive exercise device 12. The rocking device 10 and the repetitive exercise device 12 will be described below.

(揺動装置10) 揺動装置10は、二又部20a及び20bを有するY字
状をしたレバー20と、一端側24aが二又部20aの
先端部のすり割りにはめ合わされビン22をもって回動
可能に支持されると共に、他端側24bに連結穴を有す
るリンク24と、一端側28aが上記二又部20bをビ
ン26をもって回動可能に支持すると共に、他端側に張
り出し部28bが設けられたアーム28と、リンク24
の一端側24a及びアーム28の一端側28aにビン3
0及び32をもってそれぞれ支持されたリンク34と、
リンク24をビン32を支点として第2図において左右
方向に揺動させる駆動装置36と、を有しており、リン
ク24を左右方向に揺動させることにより、レノ5−2
0をビン26を支点として第2図において紙面と平行な
平面内を上下方向に揺動させること−7できる。
(Swinging device 10) The swinging device 10 includes a Y-shaped lever 20 having forked portions 20a and 20b, and one end 24a fitted into a slot at the tip of the forked portion 20a, and rotated with a bottle 22. A link 24 is movably supported and has a connecting hole on the other end side 24b, and one end side 28a rotatably supports the forked portion 20b with a bottle 26, and an overhang portion 28b is on the other end side. The provided arm 28 and the link 24
A bottle 3 is attached to one end side 24a and one end side 28a of the arm 28.
links 34 supported by 0 and 32, respectively;
It has a drive device 36 that swings the link 24 in the left-right direction in FIG. 2 with the bin 32 as a fulcrum, and by swinging the link 24 in the left-right direction,
0 can be swung up and down in a plane parallel to the plane of the paper in FIG. 2 using the bin 26 as a fulcrum.

なお、レバー20には、後述する繰り返し運動装置12
のフォーク56亨取り付ける穴20c及び同様に後述す
る偏心カム60の軸部を回転可能に支持する軸受は部2
0dが設けられている。
Note that the lever 20 is equipped with a repetitive exercise device 12, which will be described later.
The hole 20c for attaching the fork 56 and the bearing rotatably supporting the shaft of the eccentric cam 60, which will be described later, are in the part 2.
0d is provided.

駆動装置36は、端部に揺動軸受は部37aを有する筒
状のケース37と、一端な揺動軸受は部37aと連結さ
れ他端をビン30によりリンク24及びアーム28と連
結されるねじ軸38と、これとねじ結合される棒状のナ
ツト40と、ナツト40と一体的に取り付けられると共
にケース37内に軸受け50により回転可能に支持され
るギヤ42と、これとかみ合うギヤ44と、ケース37
内に取り付けられギヤ44を駆動するモータ46と、を
有している。モータ46には減速機52及び位置決め用
のエンコーダ54が取り付けられている。ケース37の
揺動軸受は部37aは、移動台4に固定されたトラニオ
ン機構48に揺動可能に支持されている。これによりリ
ンク24がビン32を支点として図中左右方向に動いて
アーム28との軸間距離が変化しても、ケース37がト
ラニオン機構48のトラニオン軸を支点として図中上下
方向に揺動することにより軸間距離の変化に追従するこ
とができる。なお、駆動装置36はあらかじめ設定され
た周期で回転方向が反転するようにされており、これに
より第1図中+βから−βで示す角度範囲においてレバ
ー20を所定の周期で揺動させることが可能である。
The drive device 36 includes a cylindrical case 37 having a rocking bearing part 37a at one end, and a screw having one end connected to the rocking bearing part 37a and the other end connected to the link 24 and the arm 28 by a pin 30. A shaft 38, a rod-shaped nut 40 screwed thereto, a gear 42 integrally attached to the nut 40 and rotatably supported within the case 37 by a bearing 50, a gear 44 meshing with this, and a case. 37
A motor 46 is mounted inside the motor 46 and drives a gear 44. A reduction gear 52 and a positioning encoder 54 are attached to the motor 46. The swing bearing portion 37a of the case 37 is swingably supported by a trunnion mechanism 48 fixed to the movable table 4. As a result, even if the link 24 moves in the horizontal direction in the figure with the bin 32 as the fulcrum and the distance between the shafts with the arm 28 changes, the case 37 swings in the vertical direction in the figure with the trunnion shaft of the trunnion mechanism 48 as the fulcrum. This makes it possible to follow changes in the distance between the axes. The driving device 36 is configured to reverse its rotational direction at predetermined intervals, so that the lever 20 can be swung at a predetermined interval in the angle range shown from +β to -β in FIG. It is possible.

(繰り返し運動装置12) 繰り返し運動装置12は、揺動装置10のレバー20の
穴20cにはめ合わされる軸部56aを有し一端側にす
り割りの設けられたフォーク56と、中間部が上記すり
割りにはめ合わされビン58によって回動可能に支持さ
れ一端にノズル取り付け部16aを有し他端に球面受は
部16bを有するヘッド16と、軸部の一端側が偏心し
て先端部に球面端部60aが形成されて上記球面受は部
16bとはめ合わされると共に他端部に継ぎ平部60b
が形成された偏心カム60と、一端部に偏心カム60の
継ぎ平部60bと組み合わされる継ぎ平部62aを有し
他端部に継ぎ平部62bを有するユニバーサルジヨイン
ト62と、上記継ぎ平部62bと組み合わされる回転継
ぎ手64と、回転継ぎ手64を回転させる回転駆動装置
66と、を有している。なお、偏心カム60の軸部は、
揺動装置10のレバー20の軸受は部20dにより回転
可能に支持されている。ユニバーサルジヨイント62は
、中間部にスプライン穴部68と、これに軸方向移動可
能にはめ合わされるスプライン軸部70とを有しており
、これにより軸方向に伸縮可能である。回転駆動装置6
6には減速機72及びモータ76が取り付けられている
。回転駆動装置66によって回転継ぎ手64を回転駆動
することにより、偏心カム60の球面端部60aを円運
動状に繰り返し運動させることが可能である。すなわち
、ヘッド16はフォーク56の軸部56a及びビン58
を支点として第2図中紙面と直交する方向の運動成分を
含む繰り返し運動をすることが可能である。
(Repetitive exercise device 12) The repetitive exercise device 12 has a shaft portion 56a that fits into the hole 20c of the lever 20 of the swinging device 10, and a fork 56 with a slot on one end, and a fork 56 with a slot on one end. A head 16 which is fitted in a slot and is rotatably supported by a pin 58 and has a nozzle attachment part 16a at one end and a spherical bearing part 16b at the other end, and one end of the shaft is eccentric and has a spherical end 60a at the tip. is formed, and the spherical receiver is fitted with the portion 16b, and a flat portion 60b is formed at the other end.
an eccentric cam 60 formed with an eccentric cam 60; a universal joint 62 having a joint flat part 62a at one end that is combined with the joint flat part 60b of the eccentric cam 60; and a universal joint 62 having a joint flat part 62b at the other end; It has a rotary joint 64 that is combined with the rotary joint 62b, and a rotation drive device 66 that rotates the rotary joint 64. Note that the shaft portion of the eccentric cam 60 is
The bearing of the lever 20 of the swing device 10 is rotatably supported by the portion 20d. The universal joint 62 has a spline hole 68 in its intermediate portion and a spline shaft 70 that is fitted into the spline hole 68 so as to be movable in the axial direction, thereby allowing it to expand and contract in the axial direction. Rotary drive device 6
6 is attached with a speed reducer 72 and a motor 76. By rotationally driving the rotary joint 64 by the rotary drive device 66, it is possible to repeatedly move the spherical end 60a of the eccentric cam 60 in a circular motion. That is, the head 16 is attached to the shaft portion 56a of the fork 56 and the bottle 58.
It is possible to perform a repeated motion including a motion component in a direction perpendicular to the plane of the paper in FIG. 2 using the fulcrum as a fulcrum.

一方、モータ76の後部には、ロークリエンコーダ78
が取り付けられており、ロータリエンコーダ78の軸は
モータ76の回転軸と連結されてモータ76の1回転中
の所定角度ごとの角度信号を発生するようになっている
。この信号は制御装置73に入力されて、これに内蔵さ
れているタイマの計測時間を基に速度に換算され、実際
速度として取り扱われる。制御装置73により1回転中
の所定角度ごとに実際速度と設定速度とが比較され許容
速度差内であるかどうかがチエツクされる。ロータリエ
ンコーダ78による速度変動の検出レベルは、それほど
高いものに設定する必要はなく、例えば、設定速度の5
0%以下の速度が1秒以上続いた場合に、制御器73が
「異常」と判断する程度で差し支えない。
On the other hand, at the rear of the motor 76, there is a low encoder 78.
is attached, and the shaft of the rotary encoder 78 is connected to the rotating shaft of the motor 76 to generate an angle signal at each predetermined angle during one revolution of the motor 76. This signal is input to the control device 73, converted into a speed based on the time measured by a timer built in the control device 73, and treated as the actual speed. The control device 73 compares the actual speed and the set speed at every predetermined angle during one rotation to check whether the difference is within the allowable speed difference. It is not necessary to set the speed fluctuation detection level by the rotary encoder 78 to a very high level, for example,
It is sufficient that the controller 73 determines that there is an "abnormality" if the speed remains below 0% for one second or more.

また、上記ヘッド16のノズル取り付け部16aには、
液体ジェットを噴射するノズル18が取り付けられてい
る。ヘッド16には、高圧水用ホース82及び研磨材用
ホース84が取り付けられると共に、内部に高圧水用ホ
ース82からの高圧水と研磨材用ホース84からの研磨
材とを混合してノズル18に供給する混合室80が設け
られている。高圧水用ホース82には図示しない高圧水
ポンプから高圧水が供給され、また、研磨材用ホス84
には図示しない研磨材供給ポンプから研磨材が供給され
るようになっている。ノズル18は、高圧水と研磨材と
を混合室80内で混合した研削液を液体ジェットとして
掘削面86に噴射可能である。
Further, the nozzle attachment portion 16a of the head 16 includes:
A nozzle 18 is attached for ejecting a liquid jet. A high-pressure water hose 82 and an abrasive material hose 84 are attached to the head 16 , and high-pressure water from the high-pressure water hose 82 and abrasive material from the abrasive material hose 84 are mixed inside and sent to the nozzle 18 . A mixing chamber 80 is provided for feeding. High pressure water is supplied to the high pressure water hose 82 from a high pressure water pump (not shown), and the abrasive material hose 84 is supplied with high pressure water.
The abrasive is supplied from an abrasive supply pump (not shown). The nozzle 18 is capable of injecting a grinding liquid obtained by mixing high-pressure water and abrasive material in a mixing chamber 80 onto an excavated surface 86 as a liquid jet.

移動台4側とジェット噴射部14側とを隔てるようにカ
バー88が設けられている。カバー88は、リンク24
.アーム28.上記2本のホース82.84及びユニバ
ーサルジヨイント62が貫通するように設けられており
、これにより液体ジェットの飛散による移動台4側に設
けた機器の汚染を防止することができる。
A cover 88 is provided to separate the movable table 4 side and the jet injection section 14 side. The cover 88 is connected to the link 24
.. Arm 28. The two hoses 82, 84 and the universal joint 62 are provided so as to pass through, thereby preventing contamination of equipment provided on the movable platform 4 side due to scattering of the liquid jet.

次にこの装置の作動を説明する。まず、図示しないロボ
ットアームによってフレーム2を位置決めし、固定させ
る。移動台4は第2及び3図において図示位置よりも左
方に後退させ、ノズル18を掘削面86に対面させてお
く。この状態でジェットの噴出を開始させる。すなわち
、高圧水用ホス82及び研磨材用ホース84を通してヘ
ッド16にそれぞれ高圧水及び研磨材を供給し、混合室
80内で両者を混合し、研磨材を含んだジェットをノズ
ル18から噴出させる。ノズル18から噴出したジェッ
トは高圧水及び研磨材の運動エネルギーによってコンク
リート、岩などを切削する。同時に回転駆動装置66を
駆動して回転継ぎ手64を回転させる。これによりユニ
バーサルジヨイント62が回転して偏心カム60を回転
させる。これによりヘッド16は、フォーク56の軸部
56aの軸心及びビン58の軸心を支点として第3図に
おいて+αから−αで示す角度範囲を円運動状の繰り返
し運動が行われ、深さHの円形穴状の掘削が行われる。
Next, the operation of this device will be explained. First, the frame 2 is positioned and fixed by a robot arm (not shown). The movable table 4 is moved back to the left from the illustrated position in FIGS. 2 and 3, so that the nozzle 18 faces the excavation surface 86. In this state, the jet starts ejecting. That is, high-pressure water and abrasive material are supplied to the head 16 through the high-pressure water hose 82 and the abrasive material hose 84, respectively, the two are mixed in the mixing chamber 80, and a jet containing the abrasive material is ejected from the nozzle 18. The jet ejected from the nozzle 18 cuts concrete, rock, etc. with the kinetic energy of the high-pressure water and abrasive material. At the same time, the rotary drive device 66 is driven to rotate the rotary joint 64. This causes the universal joint 62 to rotate, causing the eccentric cam 60 to rotate. As a result, the head 16 repeatedly moves in a circular motion in the angular range shown from +α to -α in FIG. A circular hole will be excavated.

一方、駆動装置36のモータ46を駆動して減速機52
を介してギヤ44を回転させる。これによりギヤ42.
ナツト4゜が回転され、ねじ軸38が軸方向に、移動す
る。リンク24はビン32を支点として第2図において
左右方向に揺動し、これに伴ってレバー20はビン26
を支点として+βから一βで示す範囲において紙面と平
行な平面内を揺動することになる。
On the other hand, the motor 46 of the drive device 36 is driven to drive the reducer 52.
The gear 44 is rotated via. This causes the gear 42.
The nut 4° is rotated, and the screw shaft 38 is moved in the axial direction. The link 24 swings from side to side in FIG.
It swings in a plane parallel to the plane of the paper in the range from +β to 1β with the fulcrum at .

すなわち、ノズル18は、第5図に示すように円運動状
の繰り返し運動をしながら横方向に揺動して掘削を行う
ことになる。
That is, as shown in FIG. 5, the nozzle 18 performs excavation by swinging in the lateral direction while repeatedly moving in a circular motion.

次に、この装置を用いた本発明の詳細な説明する。一定
速度で回転する繰り返し運動装置12の駆動軸によって
エンコーダ78が、一定の時間間隔ごとに信号を発生し
、この検出信号は制御装置に入力され、あらかじめ設定
した許容時間間隔と比較されている。この検出信号が許
容値から外れた場合に制御装置は、回転速度の異常を判
断し、まず、その場からノズル18を後退させる信号な
モータ6に送る。次に制御装置はノズル18を、異常が
発生する以前の座標に移動させ、異常部の再掘削を行う
。この異常部は一般的には、ほかの部分よりも硬度の高
い鉄筋及び石などの異物があるために生じ、ある大きさ
を持っているので、通常の掘削速度よりも低い速度で、
あらかじめ異常部の大きさを想定して設定した面積範囲
を掘削するようにする。異常部の掘削が完了するまで、
再掘削を繰り返し、再掘削を終了したら、再び通常の掘
削を再開させる。
Next, the present invention using this device will be explained in detail. The encoder 78 generates a signal at regular time intervals by the drive shaft of the repetitive motion device 12 rotating at a constant speed, and this detection signal is input to the control device and compared with a preset allowable time interval. If this detection signal deviates from the allowable value, the control device determines that there is an abnormality in the rotational speed, and first sends a signal to the motor 6 that causes the nozzle 18 to retreat from that location. Next, the control device moves the nozzle 18 to the coordinates before the occurrence of the abnormality, and re-excavates the abnormal area. This abnormal area is generally caused by foreign objects such as reinforcing bars and stones that are harder than other parts, and has a certain size, so it can be excavated at a speed lower than the normal excavation speed.
Excavate within a preset area based on the size of the abnormal area. Until the excavation of the abnormal area is completed,
Re-excavation is repeated, and when re-excavation is completed, normal excavation is resumed.

以上の動作を第1図に基づいて説明する。いま、ノズル
18の先端はNlにあり、これに伴ってピン26の回転
中心はPLにあって、−βから+β方向に揺動の途中で
あり、深さHのみぞを掘削中に、N1において掘削の異
常を検出したとする。制御装置73からの指令によって
モータ6が回転し、ノズル18の先端は点N1から点N
2へ後退する。この後退距離りは掘削深さHの1.5〜
2.0倍が望ましい。制御装置73は揺動装置10のモ
ータ45を駆動してノズル18を異常発生前の座標で、
かつノズル18の先端が点N1に向いた点N3に戻す。
The above operation will be explained based on FIG. Now, the tip of the nozzle 18 is at Nl, and accordingly, the rotation center of the pin 26 is at PL, and is in the middle of swinging from -β to +β direction, and while excavating a groove of depth H, N1 Suppose that an abnormality in excavation is detected at . The motor 6 rotates in response to a command from the control device 73, and the tip of the nozzle 18 moves from point N1 to point N.
Go back to 2. This retreat distance is 1.5 to 1.5 of the excavation depth H.
2.0 times is desirable. The control device 73 drives the motor 45 of the rocking device 10 to move the nozzle 18 at the coordinates before the occurrence of the abnormality.
And the tip of the nozzle 18 is returned to point N3 facing point N1.

点N3を中心に角度子〇から一〇の間で繰り返し運動を
させて再掘削を行う。すなわち、ノズル18の先端を点
N4から点N5の角度範囲で紙面を横切る1円運動をさ
せて再掘削を行う。再掘削が終了したら、上記と逆の動
作でノズル18の先端を点N3から点N2を通り、点N
1へ戻し、通常の掘削作業を再開する。
Excavation is performed again by repeatedly moving the angle between 0 and 10 around point N3. That is, re-excavation is performed by moving the tip of the nozzle 18 in a circular motion across the page in an angular range from point N4 to point N5. When the re-excavation is completed, move the tip of the nozzle 18 from point N3 to point N2 by reversing the above-mentioned operation to point N2.
Return to step 1 and resume normal excavation work.

第4図に本発明の第2実施例を示す。駆動装置66は、
モータ66と、減速機72と、両部材間に設けられるト
ルクリミッタ74と、により構成されている。減速機7
2の出力軸には、2個のセンサカム77が180度ずら
せた回転角度位置に取り付けられており、移動台4には
、センサカム77の通過を感知する2個の近接センサ7
9が取り付けられている。すなわち、この第2実施例で
は、第2図に示す第1実施例のロータリエンコーダ78
に代えて、センサカム77及び異常検出センサとして近
接センサ79が用いられている。
FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention. The drive device 66 is
It is composed of a motor 66, a reduction gear 72, and a torque limiter 74 provided between both members. Reducer 7
Two sensor cams 77 are attached to the output shaft of No. 2 at rotation angle positions shifted by 180 degrees, and two proximity sensors 7 are attached to the movable table 4 to detect the passage of the sensor cams 77.
9 is attached. That is, in this second embodiment, the rotary encoder 78 of the first embodiment shown in FIG.
Instead, a proximity sensor 79 is used as a sensor cam 77 and an abnormality detection sensor.

次にこの第2実施例の動作を説明する。掘削中に、硬度
の高い異物によって繰り返し運動装置12の動作が妨害
されると、トルクリミッタ74は、減速機72に伝達す
るモータ76の駆動トルクを制限し、繰り返し運動装置
12及びノズル18を破損から保護する。近接センサ7
9は、減速機72の半回転ごとの所要秒時を計測して制
御装置73に出力している。制御装置73は、あらかじ
め設定された秒時と計測秒時とを比較してチエツクして
おり、設定された秒時以上に長い時間を検出すると、再
掘削動作を指令する。
Next, the operation of this second embodiment will be explained. If the operation of the repetitive motion device 12 is obstructed by a hard foreign object during excavation, the torque limiter 74 limits the drive torque of the motor 76 that is transmitted to the reducer 72, thereby damaging the repetitive motion device 12 and the nozzle 18. protect from Proximity sensor 7
9 measures the time required for each half rotation of the speed reducer 72 and outputs it to the control device 73. The control device 73 compares and checks the preset seconds and the measured seconds, and if it detects a time longer than the set seconds, it commands a re-excavation operation.

なお、モータ76の電流を検出する電流計を設けて、電
流値の異常によりモータ78の回転の異常を検出するよ
うにしてもよい。更に、このような掘削の異常を検出す
る異常検出センサを揺動装置10のモータ54に設ける
ようにしてもよい。
Note that an ammeter for detecting the current of the motor 76 may be provided, and an abnormality in the rotation of the motor 78 may be detected based on an abnormality in the current value. Furthermore, the motor 54 of the swinging device 10 may be provided with an abnormality detection sensor for detecting such an abnormality in excavation.

(ト)発明の詳細 な説明してきたように、本発明によると、掘削残部が発
生するような異常が生じても、手作業により掘削残部を
除去するようなことなく、確実に掘削残部を検出して、
これを取り除くまで自動的に再掘削が繰り返され、再掘
削が終われば、引き続いて通常の掘削作業を再開するこ
とができる。
(G) As described in detail, according to the present invention, even if an abnormality such as excavation residue occurs, the excavation residue is reliably detected without having to manually remove the excavation residue. do,
Re-excavation will be repeated automatically until this is removed, and once the re-excavation is complete, normal excavation work can be resumed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明方法による掘削異常発生時のノズルの動
作を説明する図、第2図は本発明が適用される第1実施
例の液体ジェットを用いたみぞ掘削装置の正面図、第3
図は第2図の■−■断面線に沿った断面図、第4図は第
2実施例の液体ジェットを用いたみぞ掘削装置の正面図
、第5図はノズル18の軌跡を説明する図、第6図は従
来の液体ジェットを用いたみぞ掘削装置による掘削状況
を説明する図、第7図はみぞ掘削中に発生する掘削残部
を説明する図である。 6・・・モータ(前後進装置)、10・・・揺動装置(
ノズル駆動装置)、12・・・繰り返し運動装置(ノズ
ル駆動装置)  18・・・ノズル、73・・・制御装
置、78・・・ロータリエンコーダ(異常検出センサ)
、79・・・近接センサ(異常検出センサ)。
FIG. 1 is a diagram explaining the operation of the nozzle when an excavation abnormality occurs according to the method of the present invention, FIG.
The figure is a sectional view taken along the cross-sectional line ■-■ in FIG. 2, FIG. 4 is a front view of the groove excavation device using a liquid jet of the second embodiment, and FIG. 5 is a diagram explaining the trajectory of the nozzle 18. , FIG. 6 is a diagram illustrating an excavation situation by a groove excavation device using a conventional liquid jet, and FIG. 7 is a diagram illustrating an excavation residue generated during groove excavation. 6... Motor (forward/backward movement device), 10... Rocking device (
12... Repetitive movement device (nozzle drive device) 18... Nozzle, 73... Control device, 78... Rotary encoder (abnormality detection sensor)
, 79... Proximity sensor (abnormality detection sensor).

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、掘削部に深いみぞを形成する液体ジェットを用いた
みぞ掘削方法において、液体ジェットを噴射するノズル
の掘進方向の軸線と直交する方向への動作速度が低下し
たこと又は、動作が停止したことを検出して掘削の異常
を判断し、ノズルを後退させ、異常が発生する以前の座
標にノズルを戻し、異常個所の再掘削を行った後、通常
の掘削動作を再開することを特徴とする液体ジェットを
用いたみぞ掘削方法。 2、掘削部に深いみぞを形成する液体ジェットを用いた
みぞ掘削方法において、あらかじめ液体ジェットを噴射
するノズルの1掘削行程中の掘進方向の軸線と直交する
方向への座標ごとの設定移動速度を記憶しておき、掘削
中のノズルの座標ごとの実際の移動速度を上記設定移動
速度と比較し、両速度間にあらかじめ設定した値以上の
速度差があった場合に掘削の異常を判断し、ノズルを後
退させ、異常が発生する以前の座標にノズルを戻し、異
常個所の再掘削を行った後、通常の掘削動作を再開する
ことを特徴とする液体ジェットを用いたみぞ掘削方法。 3、異常個所の再掘削は、あらかじめ対応する座標に対
して設定した速度よりも低い速度で、かつ、あらかじめ
再掘削用に設定した面積範囲にわたって行うことを特徴
とする請求項1又は2記載の液体ジェットを用いたみぞ
掘削方法。 4、所定位置に移動させて固定することが可能なフレー
ム(2)と、フレーム(2)上を前後進装置(6)によ
って移動可能な移動台(4)と、移動台(4)に搭載さ
れ先端部のレバー(20)を一平面内で揺動させること
が可能な揺動装置(10)と、移動台(4)に搭載され
先端部のノズル取り付け部材(16)を上記一平面に直
交する運動成分を含む繰り返し運動をさせることが可能
な繰り返し運動装置(12)と、ノズル取り付け部材(
16)に取り付けられ液体ジェットを噴射可能なノズル
(18)と、揺動装置(10)及び繰り返し運動装置(
12)の両方又はいずれか一方の原動機(46及び/又
は66)部に取り付けられた異常検出センサ(78又は
79)と、異常検出センサ(78又は79)からの信号
を入力として動作の異常を判断し、ノズル(18)の異
常発生以前の座標への移動・再掘削・異常発生点の座標
への復帰・通常掘削の再開を指令する制御装置(73)
と、を有しており、ノズル取り付け部材(16)は、レ
バー(20)に繰り返し運動可能に支持されている液体
ジェットを用いたみぞ掘削装置。
[Claims] 1. In a groove excavation method using a liquid jet for forming a deep groove in an excavated part, the operating speed of a nozzle that injects a liquid jet in a direction perpendicular to the axis in the excavation direction is reduced; or , detects that the operation has stopped, determines that there is an abnormality in excavation, moves the nozzle backward, returns the nozzle to the coordinates before the abnormality occurred, re-excavates the abnormal area, and resumes normal excavation operation. A trench excavation method using a liquid jet characterized by: 2. In a groove excavation method using a liquid jet to form a deep groove in an excavated part, the moving speed of the nozzle that injects the liquid jet is determined in advance for each coordinate in a direction perpendicular to the axis of the excavation direction during one excavation stroke. The actual moving speed for each coordinate of the nozzle during excavation is memorized and compared with the above-mentioned set moving speed, and if there is a speed difference between the two speeds that is greater than the preset value, an abnormality in excavation is determined. A groove excavation method using a liquid jet characterized by retracting the nozzle, returning the nozzle to the coordinates before the occurrence of the abnormality, re-excavating the abnormal location, and then restarting normal excavation operation. 3. The re-excavation of the abnormal location is performed at a speed lower than the speed set in advance for the corresponding coordinates and over an area range set in advance for re-excavation. Trench excavation method using liquid jet. 4. A frame (2) that can be moved and fixed in a predetermined position, a movable base (4) that can be moved on the frame (2) by a forward and backward movement device (6), and mounted on the movable base (4). A swinging device (10) capable of swinging a lever (20) at the tip in one plane, and a nozzle mounting member (16) at the tip mounted on a moving table (4) in the same plane. A repetitive motion device (12) capable of performing repetitive motion including orthogonal motion components, and a nozzle attachment member (
16) and a nozzle (18) capable of ejecting a liquid jet, a rocking device (10) and a repetitive movement device (
The abnormality detection sensor (78 or 79) attached to the prime mover (46 and/or 66) of either or both of 12) and the signal from the abnormality detection sensor (78 or 79) are input to detect abnormality in operation. A control device (73) that makes a judgment and instructs the nozzle (18) to move to the coordinates before the abnormality occurred, re-excavate, return to the coordinates of the abnormality point, and resume normal excavation.
and a nozzle mounting member (16) supported for repeatable movement on a lever (20).
JP3876990A 1990-02-20 1990-02-20 Grooving method and device using liquid jet Expired - Fee Related JPH0733753B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3876990A JPH0733753B2 (en) 1990-02-20 1990-02-20 Grooving method and device using liquid jet

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3876990A JPH0733753B2 (en) 1990-02-20 1990-02-20 Grooving method and device using liquid jet

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03244787A true JPH03244787A (en) 1991-10-31
JPH0733753B2 JPH0733753B2 (en) 1995-04-12

Family

ID=12534501

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3876990A Expired - Fee Related JPH0733753B2 (en) 1990-02-20 1990-02-20 Grooving method and device using liquid jet

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0733753B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0733753B2 (en) 1995-04-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2089876C (en) A device for material removing processing of a material layer
KR101942002B1 (en) Intelligent cutting oil jet apparatus and jet method thereof
JP2002018575A (en) Automatic working machine for spiral blade
JPH03244787A (en) Method and device for excavating ditch by using liquid jet
JP2007175827A (en) Drilling device for resin part, drilling robot system for resin part and drilling method for resin part
JP2000126980A (en) Working fluid injector for machine tool
JPH08141534A (en) Pipe interior cleaning robot
JP2003117668A (en) Friction stirring and welding device
JP2889402B2 (en) Groove drilling method using liquid jet
JP2009131913A (en) Processing device and processing method of resin component
KR102671356B1 (en) water jet cutting machine
JP3908343B2 (en) Road surface processing machine
CN218052067U (en) Rotary positioning device
CN114212554B (en) Control method of stacker-reclaimer
JP4978240B2 (en) Cavitation peening method and apparatus
JPH03253690A (en) Trench excavation method by making use of liquid jet and device
JPH0724798A (en) Drive device of nozzle for burr removing wash and its drive method
KR100483767B1 (en) drain hall drilling machine
CN210449583U (en) Spray head assembly and water jet equipment
JPH01153299A (en) Detector in water jet machining
JP2003266424A (en) Device and method for cutting concrete structure
JPH10151567A (en) Cutting device by abrasive jet
JPH02101287A (en) Method and device for drilling groove using liquid jet
WO2023205432A1 (en) Systems, methods, and machines for detecting and mitigating drill stalls
JPH02101285A (en) Drilling method and device

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees