JPH0578472U - ウォータージェット加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ウォータージェット加工において飛散する水
や砥粒を効果的に防止すること。 【構成】 加工ヘッドのアーム２２０にとりつけられる
ノズル３０は、ノズル本体３００内にウォーターノズル
３１０と、その先端に連結されるアブレシブノズル３４
０を有する。ノズル本体３００の下端に固着される飛沫
飛散防止装置３５０は、本体３５１と、本体３５１に連
結する内筒３５４、外筒３５３を有する。内筒３５４と
外筒３５３の下端部には環状のスリット３５９が設けら
れる。アブレシブノズル３４０から噴射されるウォータ
ージェット３２はワーク８０を加工する。飛沫飛散防止
装置３５０のスリット３５９から噴射されるウォーター
カーテン３４はウォータージェット３２の水やアブレシ
ブの飛散を防止する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、高圧水を利用してワークに切断加工等を施すウォータージェット加 工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

ウォータージェット加工装置は、２０００〜４０００気圧の高圧水をノズルか ら噴射してワークの切断等を行なう装置である。切断条件によっては、高圧水に 砥粒等を混入して効率を向上する。 ノズルから噴射されたジェット流は、ワーク表面に衝突し、そのエネルギーで ワークを切断するが、ワーク表面で反射されたジェット流は、周囲に飛散し、周 辺の機器に損傷を与える。 ウオータージェット加工は、材料の硬軟にかかわらずに適用できるが、材料に よっては、加工時の衝撃音や切断音が大きくなる不具合がある。そこで、ウオー タージェット加工をタンクの水中内で実行する装置も提案されているが、装置が 大きくなり、ワークの交換や段取りに工数を要していた。 ウオータージェットのノズルの周囲を弾性材で覆って騒音を防止するものは、 例えば、特開昭６１−１４２１００号公報に開示され、ワークの裏側に貫通する ジェット水流を水流撹乱部を有する筒状体で受けて騒音を防止するものは、実開 昭６１−１５４７００号公報に示されている。また、ノズルの周囲にカバーをと りつけるとともに、ワークの裏側の受部をノズルに連動して移動するものが特開 昭６２−８００００号公報に開示されている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

特開昭６２−８００００号公報に示されるように、カバーはノズルの周囲に配 設されるが、形状が大きくなってしまい、三次元加工装置等の場合には、カバー とワークが干渉することも起こり、この干渉を防止するためにスカートの形状も 制約されて、飛散水の防止効果や騒音の防止効果も削減される不都合があった。 また、ワークとノズルの位置を補正するときに、カバーをとり除く必要があり 、ワークとカバー先端の間隙を調整する手段を必要としていた。 そこで本考案は、これらの従来の不具合を解消する飛沫飛散防止装置兼衝撃音 減衰装置を備えたウォータージェット加工装置を提供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本考案のウォータージェット加工装置は、ノズルの周囲に設けた飛沫飛散防止 装置兼衝撃音減衰装置を有する。この装置はノズルを囲む円筒のスカート状のも ので、スカートの下部からリング状の水を噴射してウォータージェットをウォー ターカーテンで囲む。

【０００５】

【作用】

ノズルから噴射される高圧水や砥粒は、ワークで反射して周囲に飛散する。飛 沫飛散防止装置兼衝撃音減衰装置は、この水や砥粒の飛散を機械的に防止すると ともに、ウォーターカーテンで遮断する。同時に衝撃音等も遮断、減衰され、外 部への影響は小さくなる。

【０００６】

【実施例】

図１は本考案の実施例のウォータージェット加工装置の全体を示す概要図、図 ２はノズルの作動を示す説明図である。 全体を符号１で示すウォータージェット加工装置は、加工機本体１０、加工ヘ ッド２０、ウォータージェットを発生する高圧ポンプユニット４０、使用済の水 をろ過して回収するスラッジセパレータ５０、ウォータージェットに研削材を供 給するホッパー６０、ＮＣ制御装置７０等を備える。 加工機本体１０は、ハウジング１００内にワークを載置するテーブル１２０を 有し、スプラッシュを防止するドア１１０が開閉自在に設けられる。 高圧ポンプユニット４０からの高圧水は、ライン４４０を介して加工ヘッド２ ０へ供給され、ウォーターカーテン用の圧力水もライン５７０を介して加工ヘッ ド先端のノズル部に供給される。ホッパー６０からはライン６１０を介して砥粒 がノズル部へ供給される。ＮＣ制御装置７０は、ライン７１０を介して装置各部 を制御する。加工に使用された水は、スラッジセパレータ５０で砥粒等が分離さ れてタンク５５へ回収され、ライン５６０を介してポンプユニット４０側へ送ら れて再利用される。

【０００７】 図２は加工ヘッド２０の機構を示す説明図である。 加工ヘッド２０は、Ｘ軸、Ｙ軸方向に制御されるサドルと、サドルに対してＺ 軸方向に制御されるコラム２１０とを有する。コラム２１０の下端部には、アー ム２２０がコラム２１０の軸線まわりに回動自在にとりつけてある。アーム２２ ０は鋭角に折り曲げられたエルボを持ち、先端にノズル３０がとりつけられる。 ポンプユニット４０から供給される高圧水は、第１のスウィベルジョイント４ １２を介してライン４１０へ送られ、第２のスウィベルジョイント２１２を介し てコラム２１０内のライン２２５へ達する。ライン２２５は第３のスウィベルジ ョイント２１４、第４のスウィベルジョイント２２２を介してノズル３０へ高圧 水を供給する。高圧水の供給ラインに４個のスウィベルジョイントを介在させて あるので、ノズル３０の動作の自由度は高い。ノズル３０から噴射されるウォー タージェット３２は、テーブル上のワーク８０に必要な加工を施す。ノズル３０ に砥粒を供給してウォータージェット３２の加工性能を向上することもできる。

【０００８】 図３は本考案の実施例に係るノズルの詳細を示す。 加工ヘッドのアーム２２０にとりつけられるノズル３０は、円筒状の本体３０ ０を有し、ナット３０２によりアーム側に固着される。本体３００内にはウォー ターノズル３１０が設けられ、ウォーターノズル３１０の途中に砥粒（アブレシ ブ）の供給パイプ３３０が連結される。ウォーターノズル３１０の先端にはアブ レシブノズル３４０が連結される。 加工ヘッド側からライン４４０を介して供給される高圧水は、必要に応じて供 給されるアブレシブを混入した状態でアブレシブノズル３４０の先端からウォー タージェット３２として噴射され、ワーク８０を加工する。 アブレシブノズル３４０の先端とワーク８０の表面の距離Ｈは、３〜５mm程度 に調整される。アブレシブノズル３４０から噴射されたウォータージェット３２ は、ワーク８０で反射されて周囲に飛散する。

【０００９】 ノズル本体３００の下端には、飛沫飛散防止装置３５０がとりつけられる。飛 散防止装置３５８は、円筒形の本体３５１を有し、ビス３５８によりノズル本体 ３００に固着される。本体３５１は水通路３５２を有し、圧力水のライン５７０ に連通される。 本体３５１の下部にとりつけられるスカート部は、内筒３５４と外筒３５３を 有し、内筒３５４と外筒３５３の間に室３５６が形成される。室３５６の下部は リング状のスリット３５９として下向きに開口する。 ライン５７０から飛沫飛散防止装置３５０へ供給される圧力水は、スリット３ ５９から噴射されて円筒状のウォーターカーテン３４を形成する。 このウォーターカーテン３４により中心部のウォータージェット３２のはね返 りは遮断され、外周部への飛散が防止できる。

【００１０】 図４はウォータージェットの発生システムを示す。 給水ユニットのタンク４００の水は、ポンプ４０２により吸い出され、増圧機 ４２の加圧室４２２内に供給される。油圧ユニット４１は油タンク４１２内の作 動油をポンプ４１０により加圧し、方向制御弁４１４を介して増圧機のシリンダ 室に送る。油圧により駆動されるプランジャ４２０は、加圧室４２２内の水を高 圧に加圧し、アキュムレータ４４へ送る。 アキュムレータ４４に貯えられた高圧水は、バルブ４４２が開くと、ライン４ ４０を介してノズル３０へ送られ、ウォータージェット３２となり、テーブル１ ２０上のワーク８０を加工する。 加工後の水は、テーブル下部にテーブルと一体的に設けられたキャッチにより 集められ、スラッジセパレータ５０へ送られる。スラッジセパレータ５０でスラ ッジを分離された水はタンク５５に集められる。

【００１１】 加工機の暖気運転状態に於いて、ポンプ４０２が作動しタンク４００より水を くみ上げる。タンクよりくみ上げられた水は分岐バルブ５６２より、増圧機４２ 方向とライン５６０方向とに分岐される。ライン５６０に流れた水は、バルブ５ ７２が開の状態で、飛沫飛散防止装置３５０を経由してタンク５５に溜められる 。タンク５５に溜められた水がある一定レベルまで達しフロートセンサ５５２が 感知した時点で、ポンプ４０２が止まり、ウォーターカーテン用の作用水として 使用可能な状態となる。 タンク５５の水はポンプ５５０で加圧され、流量分岐バルブ５５３、ライン５ ７０を通り、開閉弁５７２を介して飛沫飛散防止装置３５０へ送られて、ウォー ターカーテン３４として噴射される。同時に、タンク５５の水はライン５６０を 通って増圧機４２へ送られ、高圧に加圧されて再度ウォータージェット３２用に も使用される。水を循環させることにより、給水タンク４００からの水の供給を 節約できる。

【００１２】 高圧水のライン４４０に設ける開閉弁４４２と、ウォーターカーテン用のライ ン５７０に設ける開閉弁５７２は、加工プログラムの指令により電気的に連結し 、連動して開閉作動させる。この構成により、ウォータージェット３２が噴射さ れている間は常時ウォーターカーテン３４を形成して飛沫の飛散を防止すること ができる。 したがって、システムの運転中は、使用した水はタンク５５に回収されて、再 循環して利用される。タンク５５に設けたレベル検知器５５２はタンク５５の水 面の高さを検知する。容量が不足すると信号を発して給水ユニットのタンク４０ ０側から新たな水を自動的に補給する。

【００１３】

【考案の効果】

本考案は以上のように、ウォータジェット加工装置において、ノズル先端部に 飛沫飛散防止装置をとりつけて、ワークからはね返る水や砥粒を防止するもので ある。飛散防止装置はノズルの周囲を囲むスカート部を有し、スカート部は内筒 と外筒を備える。内筒は水や砥粒のはね返りを機械的に防止する。スカート部の 下方からリング状に噴射される水は、ウォータージェットのノズルの周囲にウォ ーターカーテンを形成する。このウォーターカーテンによって、水や砥粒の飛散 が防止され、ウォータージェット加工による切断音も遮断することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案を実施するウォータージェット加工装置
の全体図。

【図２】加工ヘッドの作動を示す説明図。

【図３】飛散防止装置の断面図。

【図４】ウォータージェット加工システムの構成図。

【符号の説明】

１ ウォータージェット加工装置 １０ 加工機本体 ２０ 加工ヘッド ３０ ノズル ３２ ウォータージェット ３４ ウォーターカーテン ４０ 高圧ポンプユニット ５０ スラッジセパレータ ７０ ＮＣ制御装置 ３５０ 飛沫飛散防止装置兼衝撃音減衰装置 ３５３ 外筒 ３５４ 内筒

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークを載置するテーブルと、テーブル
   に対して、テーブルの平面上で直交する２軸方向とテー
   ブルの平面に対して垂直に交わる軸方向に相対的に制御
   される加工ヘッドを有する加工機本体と、加工ヘッドの
   ウォータージェットノズルに対して高圧水を供給する高
   圧ポンプユニットと、ウォータージェットノズルの周囲
   にとりつけた飛沫飛散防止装置兼衝撃音減衰装置とを備
   え、飛沫飛散防止装置兼衝撃音減衰装置はウォータージ
   ェットノズルの周囲にウォーターカーテンを形成するウ
   ォータージェット加工装置。
2. 【請求項２】 飛散防止装置は、ウォータージェットノ
   ズルを囲む内筒と、内筒の外周部に設けられる外筒と、
   内筒と外筒の下端部に開口するウォーターカーテン噴射
   口を備えてなる請求項１記載のウォータージェット加工
   装置。