JPH05285897A - ウォータジェット加工装置のティーチング用部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 切断ノズルを取り外すことなく切断ノズルの
切断位置の教示が容易に行えるウォータジェット加工装
置のティーチング用部材を提供すること。 【構成】 ２個の投光手段２０，２０′とこれらを支え
るスリーブ１５を具備する。スリーブ１５は切断ノズル
１の外周に高圧水の噴射方向に移動可能に取り付けられ
る。投光手段２０，２０′は、光を発振する投光器２
１，２１′と光を導く光ファイバ２３，２３′と光ファ
イバ２３，２３′の先端を保持する接続金具２５，２
５′と接続金具２５，２５′に取り付けられるレンズ２
９，２９′と接続金具２５，２５′を保持する投光器ホ
ルダー２７，２７′とを有する。２個の投光器ホルダー
２７，２７′は、レンズ２９，２９′から発射された２
つの光の交差点が切断ノズル１の切断線ｋ上であって且
つ切断ノズル１から所望の離間距離（スタンドオフＬ）
の位置に位置するように、スリーブ１５に着脱可能に装
着される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高圧水を利用して被加
工物を切断するウォータジェット加工装置に関し、特に
ティーチングプレーバック方式のロボットを使用してそ
のアームに取り付けた切断ノズルを所定の位置に導くに
際して、その動作を予めロボットに教示させるのに用い
るティーチング用部材に関するものである。

【０００２】

【従来技術】従来、ティーチングプレーバック方式のロ
ボットのアームに取り付けた切断ノズルに、被加工物を
切断させるための動作を教示する場合は、一般に図２に
示すような触針型のティーチング用部材７０が使用され
てきた。

【０００３】このティーチング用部材７０は、同図に示
すように、切断ノズルと同形状のハウジング７１を具備
し、該ハウジング７１の軸心に穴７３を設け、該穴７３
内にスプリング７５と針７７を挿入し、該スプリング７
５によって針７７を弾発せしめるように構成されてい
る。

【０００４】そしてロボットに取り付けている切断ノズ
ルを取り外してその代わりにこのティーチング用部材７
０を取り付け、その針７７の先端を被加工物の加工形状
に沿って接触させながら移動し、該ロボットにその動作
を教示する。そして該ティーチング用部材７０をロボッ
トのアームから取り外して再び前記切断ノズルを取り付
ければ、該切断ノズルは教示した通りの動作を繰り返
し、被加工物を正確に加工することができる。

【０００５】しかしながら被加工物が柔軟な部材で上記
ティーチング用部材７０の針７７が触れることによって
変形するような場合は、ロボットに正確な動作を教示す
ることが困難である。

【０００６】このため例えば特開昭６２−１３０２００
号公報にあるように、触針型のティーチング用部材の代
わりに投光型のティーチング用部材を用い、まずロボッ
トから切断ノズルを取り外してこの投光型のティーチン
グ用部材を取り付け、被加工物の加工形状に沿って光を
当てながら移動してその切断位置を教示した後に、ロボ
ットから該ティーチング用部材を取り外し、再び前記切
断ノズルを取り付けて被加工物を実際に加工することも
提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記いず
れの従来例の場合においても、ロボットから切断ノズル
をいったん取り外した上で、ティーチング用部材を取り
付けなければならない。このためティーチングと試し切
断を繰り返して行うような場合は、その度に切断ノズル
とティーチング用部材の取り付け・取り外し作業を行わ
なければならずその作業性が悪かった。

【０００８】また切断ノズルは高圧水が供給される高圧
部品であるため、この高圧部品の着脱を行うと、高圧水
が洩れたり、また安全対策上からも問題があった。

【０００９】本発明は上述の点に鑑みてなされたもので
あり、切断ノズルを取り外すことなく該切断ノズルの切
断位置の教示が容易に行えるティーチング用部材を提供
することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め本発明は図１に示すように、切断ノズル１から高圧水
を噴射して被加工物３０を切断するウォータジェット加
工装置において、複数の投光手段２０，２０′とこれら
を支えるスリーブ１５を具備し、前記スリーブ１５は前
記切断ノズル１の外周に高圧水の噴射方向に移動可能に
取り付けられ、前記複数の投光手段２０，２０′は、そ
れぞれ光を発振する投光器２１，２１′と該投光器２
１，２１′から発振された光を導く光ファイバ２３，２
３′と該光ファイバ２３，２３′の先端を保持する接続
金具２５，２５′と該接続金具２５，２５′に取り付け
られ前記光ファイバ２３，２３′によって導かれてきた
光を収束せしめるレンズ２９，２９′と前記接続金具２
５，２５′を保持する投光器ホルダー２７，２７′とを
有し、さらに前記複数の投光器ホルダー２７，２７′
は、前記接続金具２５，２５′に取り付けたレンズ２
９，２９′から発射された複数の光の交差点が前記切断
ノズル１の切断線ｋ上であって且つ切断ノズル１から所
望の距離（スタンドオフＬ）だけ離れた位置に位置する
ように、スリーブ１５に着脱可能に装着されるようにし
た。

【００１１】

【作用】投光器２１，２１′から発射された光は、光フ
ァイバ２３，２３′を介してレンズ２９，２９′から被
加工物３０に向けて発射される。このとき目標とするス
タンドオフＬよりも切断ノズル１と被加工物３０の間隔
が狭い場合は、各々の光は接することなく被加工物３０
上に２個のスポットを形成する。そして該２個のスポッ
トが同じ大きさになるように切断ノズル１の姿勢を調整
すれば、切断ノズル１は被加工物３０に対して直角にな
る。

【００１２】次に切断ノズル１を被加工物３０から引き
離して２個のスポットを一致せしめればその点が目標と
するスタンドオフＬであり、同時に切断線ｋの位置であ
る。そして被加工物３０の加工線上に２つのスポットを
一致せしめた状態で、該加工線に沿って切断ノズル１を
移動してロボットにその動作を教示する。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の１実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。図１は本発明の１実施例にかかるティー
チング用部材１０を示す図であり、同図（ａ）は概略側
断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ断面矢視図で
ある。同図に示すようにこのティーチング用部材１０
は、切断ノズル１の外周に取り付けられるスリーブ１５
と、該スリーブ１５に取り付けられる２つの投光手段２
０，２０′によって構成されている。以下各構成部品に
ついて説明する。

【００１４】切断ノズル１は略円柱状に形成され、図示
しないティーチングプレーバック方式のロボットのアー
ムに取り付けられ、その中央の切断線ｋ上に高圧水を噴
射して合成樹脂等の被加工物３０を切断・加工するもの
である。

【００１５】スリーブ１５は円筒状に形成され、前記円
柱状の切断ノズル１の外周に噴射方向（図の上下方向）
に移動可能に取り付けられる。このスリーブ１５の所定
位置にはセットビス１６が取り付けられ、該セットビス
１６によってスリーブ１５は切断ノズル１の所望の位置
に固定される。なおスリーブ１５は磁石を吸着する材料
で形成されている。また該スリーブ１５の外周の略中央
には、その外径を異ならせることで、肩部１７が設けら
れている。

【００１６】投光手段２０，２０′は、光を発振する投
光器２１，２１′と該投光器２１，２１′から発振され
た光を導く光ファイバ２３，２３′と、該光ファイバ２
３，２３′の先端を保持する接続金具２５，２５′と、
該接続金具２５，２５′の先端に取り付けられるレンズ
２９，２９′と、該接続金具２５，２５′を固定する投
光器ホルダー２７，２７′によって構成されている。

【００１７】ここで投光器２１，２１′はいずれも電源
ユニット４０に接続されている。

【００１８】またレンズ２９，２９′は光ファイバ２
３，２３′の端面から発射された光を収束し、切断ノズ
ル１の切断線ｋ上で焦点を結ぶように構成されている。

【００１９】一方投光器ホルダー２７，２７′のスリー
ブ１５へ接触せしめる面には、磁石３１，３１′が固定
されており、この磁石３１，３１′によって投光器ホル
ダー２７，２７′は、スリーブ１５の外周面に着脱自在
に吸着・固定される。つまりこれら投光器ホルダー２
７，２７′は、切断ノズル１に対して円周方向の任意の
位置に容易に装着可能である。一方これら投光器ホルダ
ー２７，２７′は、その上端をスリーブ１５の肩部１７
に当接するように装着することで、噴射方向の位置が特
定される。

【００２０】次にこのティーチング用部材１０の使用方
法について説明する。まず予めスリーブ１５を切断ノズ
ル１に取り付ける。その取り付け位置は、該スリーブ１
５の肩部１７に投光器ホルダー２７，２７′を当接させ
て取り付けた際に、両レンズ２９，２９′から発射され
る光の交差する点が、切断ノズル１と被加工物３０のス
タンドオフ（離間距離）Ｌと一致する位置とする。なお
このとき切断ノズル１に目盛を付けておくとスタンドオ
フＬの設定の便が図れる。

【００２１】次に、接続金具２５，２５′等を取り付け
た投光器ホルダー２７，２７′をスリーブ１５の外周に
装着する。このとき、レンズ２９，２９′が被加工物３
０に当たらないように注意する。またこのとき投光器ホ
ルダー２７，２７′の上端をスリーブ１５の肩部１７に
当接させ、且つ２個のレンズ２９，２９′が互いに１８
０°の位置になるようにする。やむを得ず１８０°にで
きないときは、できるかぎり互いに離れるようにこころ
がける。なおティーチング中にレンズ２９，２９′や投
光器ホルダー２７，２７′が被加工物３０に触れそうに
なった場合は、その時点でこれらを円周方向にずらせば
よい。

【００２２】以上のようにして切断ノズル１にティーチ
ング用部材１０を取り付けた後、投光器２１，２１′か
ら光を発射すれば、該光は光ファイバ２３，２３′によ
ってレンズ２９，２９′まで導かれ、被加工物３０に向
けて発射される。

【００２３】このとき目標とするスタンドオフＬよりも
切断ノズル１と被加工物３０の間隔が狭い場合は、各々
の光は接することなく被加工物３０上に投射され２個の
スポットが形成される。これら２個のスポットの形状で
切断ノズル１がどちらに傾いているかがわかる。つまり
２個のスポットが同じ大きさになるように切断ノズル１
の姿勢を調整すれば、切断ノズル１は被加工物３０に対
して直角になる。

【００２４】次に切断ノズル１を被加工物３０から引き
離せば、２個のスポットは互いに近づきつつ絞られてく
る。そして２個のスポットが一致した点が目標とするス
タンドオフＬであり、同時に切断線ｋの位置である。

【００２５】なおさらに切断ノズル１を引き離すと、光
は拡散し、被加工物３０上に投射された光は弱くなる。
この場合は、切断ノズル１を近づけなければならない。

【００２６】そして被加工物３０の加工線上で２つのス
ポットを一致せしめ、該加工線に沿って切断ノズル１を
移動し、ロボットにその動作を教示する。

【００２７】その後試し切断をしたい場合は、投光器ホ
ルダー２７，２７′をスリーブ１５から取り外し、教示
した通りの動作を切断ノズル１に繰り返させて、被加工
物３０を加工する。そして再び投光器ホルダー２７，２
７′をスリーブ１５に取り付けて、ロボットへの動作の
教示を続行する。

【００２８】なお本発明においては、投光器２１，２
１′は切断ノズル１に取り付けられていないので、切断
ノズル１に取り付ける部材を最小にできる。また光ファ
イバ２３，２３′は多少曲げても導光される光の損失は
少なく追従性がよいので、ロボットにその動作を教示す
るために切断ノズル１の姿勢を変更しても何ら支障は生
じない。

【００２９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明にか
かるウォータジェット加工装置のティーチング用部材に
よれば、以下のような優れた効果を有する。 ティーチングと切断を繰り返して行う場合に、切断用
ノズルの着脱は不要なので、その作業が簡便に行える。

【００３０】高圧部品である切断用ノズルの着脱作業
が不要となるので、高圧水が漏れたり、該切断ノズルを
傷めることがなく、また安全となる。また切断用ノズル
を再装着したあとの高圧水の洩れテストが不要となる。

【００３１】切断線の位置合わせと同時にスタンドオ
フの設定もできる。

【００３２】スタンドオフの設定は、スリーブの取り
付け位置を変えるだけで容易に行える。

【００３３】投光器ホルダーはスリーブに着脱可能に
装着されているので、ティーチング時に投光器ホルダー
を被加工物に当ててしまっても、投光器ホルダーは容易
にスリーブからはずれる。従って切断ノズル、レンズ、
投光器ホルダー、被加工物のいずれも破損することはな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例にかかるティーチング用部材
１０を示す図である。

【図２】従来の触針型のティーチング用部材７０を示す
断面図である。

【符号の説明】

１ 切断ノズル １０ ティーチング用部材 １５ スリーブ ２０，２０′ 投光手段 ２１，２１′ 投光器 ２３，２３′ 光ファイバ ２５，２５′ 接続金具 ２９，２９′ レンズ ３０ 被加工物

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 切断ノズルから高圧水を噴射して被加工
   物を切断するウォータジェット加工装置において、 複数の投光手段とこれらを支えるスリーブを具備し、 前記スリーブは前記切断ノズルの外周に高圧水の噴射方
   向に移動可能に取り付けられ、 前記複数の投光手段は、それぞれ光を発振する投光器と
   該投光器から発振された光を導く光ファイバと該光ファ
   イバの先端を保持する接続金具と該接続金具に取り付け
   られ前記光ファイバによって導かれてきた光を収束せし
   めるレンズと前記接続金具を保持する投光器ホルダーと
   を有し、 さらに前記複数の投光器ホルダーは、前記接続金具に取
   り付けたレンズから発射された複数の光の交差点が前記
   切断ノズルの切断線上であって且つ切断ノズルから所望
   の距離だけ離れた位置に位置するように、スリーブに着
   脱可能に装着されたことを特徴とするウォータジェット
   加工装置のティーチング用部材。