KR101542456B1 - 어브레이시브 워터제트 가공 장치 - Google Patents

어브레이시브 워터제트 가공 장치 Download PDF

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히로유키 가나자와
야스오 바바
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플로우 저팬 코포레이션
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Abstract

길이 방향(종방향) 및/또는 폭 방향(횡방향)으로 판 두께가 변화하는 워크를 절삭 가공할 때의 연삭액의 회수율을 높임과 함께, 작업자의 노동 환경을 개선하는 것을 목적으로 한다. 어브레이시브 워터제트(abrasive water jet) 가공 장치는, 워크(W)를 원하는 형상으로 절삭 가공할 때, 어브레이시브가 혼입된 초고압수를 분사하는 어브레이시브 노즐 어셈블리(11)와, 어브레이시브 노즐 어셈블리(11)로부터 분사된 상기 초고압수를 회수하는 캐처 컵(catcher cup)(12)과, 캐처 컵(12)과 워크(W)의 간격을 일정하게 유지하도록, 어브레이시브 노즐 어셈블리(11)와 캐처 컵(12)의 간격을 조정하는 간격 조정 기구(13)를 구비한다.

Description

어브레이시브 워터제트 가공 장치{ABRASIVE WATER JET MACHINING DEVICE}
본 발명은 어브레이시브 워터제트(abrasive water jet) 가공 장치에 관한 것이다.
어브레이시브 워터제트 가공 장치로는, 예를 들면 특허 문헌 1, 2에 개시된 것이 알려져 있다.
특허 문헌 1: 일본 실용공개 평5-12100호 공보 특허 문헌 2: 미국 특허 제4827679호 명세서
그런데, 특허 문헌 1 등에 개시된 종래의 워터제트 절단 장치는, 노즐(14)(본 명세서의 '발명을 실시하기 위한 구체적인 내용'의 란에서는 '어브레이시브 노즐 어셈블리(11)'라고 한다)과, 캐처(22)(본 명세서의 '발명을 실시하기 위한 구체적인 내용'의 란에서는 '캐처 컵(catcher cup)(12)'이라고 한다)의 간격(거리)이 항상 일정하게, 즉, 절삭 가공되는 워크(W)의 판 두께(두께)에 관계없이 항상 일정하게 유지되도록 구성되어 있다.
이 때문에, 특허 문헌 1 등에 개시된 종래의 워터제트 절단 장치를 이용해 길이 방향(종방향) 및/또는 폭 방향(횡방향)으로 판 두께가 변화하는 워크(W)를 절삭 가공하면, 판 두께가 얇은 곳에서는 워크(W)의 하면과 캐처(22)의 간격이 넓어져, 워크(W)의 하면으로부터 캐처(22)를 향하는 연삭액(본 명세서의 '발명을 실시하기 위한 구체적인 내용'의 란에서는 '초고압수'라고 한다)이 원추형으로 크게 넓어져 연삭액의 회수율이 나빠지고, 비산한 연삭재(본 명세서의 '발명을 실시하기 위한 구체적인 내용'의 란에서는 '어브레이시브'라고 한다)에 의해 워크(W)가 손상될 우려가 있다.
또한, 비산한 연삭재에 의해 워크(W)가 손상되지 않도록 캐처(22)의 내경을 크게 하면, 캐처(22)가 대형화하여 캐처(22)가 워크(W)의 하면에 충돌해 워크(W)가 손상될 우려가 있다.
본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 길이 방향(종방향) 및/또는 폭 방향(횡방향)으로 판 두께가 변화하는 워크를 절삭 가공할 때의 연삭액의 회수율을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 작업자의 노동 환경을 개선할 수 있는 어브레이시브 워터제트 가공 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 다음과 같은 수단을 채용했다.
본 발명에 따른 어브레이시브 워터제트 가공 장치는, 워크를 원하는 형상으로 절삭 가공할 때, 어브레이시브가 혼입된 초고압수를 분사하는 어브레이시브 노즐 어셈블리와, 상기 어브레이시브 노즐 어셈블리로부터 분사된 상기 초고압수를 회수하는 캐처 컵과, 상기 캐처 컵과 상기 워크의 간격을 일정하게 유지하도록 상기 어브레이시브 노즐 어셈블리와 상기 캐처 컵의 간격을 조정하는 간격 조정 기구를 구비한다.
본 발명에 따른 어브레이시브 워터제트 가공 장치에 의하면, 워크의 두께가 변화해도, 워크의 두께 변화에 따라 캐처 컵과 워크의 간격을 일정하게(최적인 간격으로) 유지해 어브레이시브가 포함된 초고압수의 회수를 쉽게 하고, 가공면을 깨끗하게 마무리할 수 있으므로, 마무리 처리가 불필요하여 작업 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 어브레이시브가 포함된 초고압수가 빠짐없이 회수되게 되므로 초고압수의 회수율을 높일 수 있어, 비산한 어브레이시브에 의한 워크의 손상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 작업자의 노동 환경을 개선할 수 있다.
또한, 캐처 컵이 워크에 대해 보다 가까운 위치에(최적인 위치에) 배치되게 되므로, 절삭 가공중의 소음을 저감시킬 수 있어 작업자의 노동 환경을 개선할 수 있다. 즉, 특허 문헌 1 등에 개시된 종래의 것에서는, 절삭 가공중의 소리(소음)가 100 db 정도였기 때문에 근처에 있는 작업자는 귀마개 등의 착용이 필요했지만, 본 발명에 따른 어브레이시브 워터제트 가공 장치에서는 귀마개 등의 착용이 불필요해지고 대화를 할 수 있는 정도의 소음으로 개선되었다.
또한, 캐처 컵(12)이 워크(W)에 대해 보다 가까운 위치에(최적인 위치에) 배치되어 캐처 컵(12)의 소형화(소직경화)를 도모할 수 있게 되므로, 워크(W)와의 간섭 회피 성능을 향상시킬 수 있어, 종래보다 협소한 개소에 접근해 절삭 가공을 행할 수 있다.
또한, 고가의 내마모 재료로 이루어지는 캐처 컵(12)의 소형화(소직경화)를 도모할 수 있게 됨으로써 비용 절감을 도모할 수 있다.
상기 어브레이시브 워터제트 가공 장치에 있어서, 상기 간격 조정 기구의 일단부에 상기 어브레이시브 노즐 어셈블리가 고정되고, 상기 간격 조정 기구의 타단부에 상기 캐처 컵이 고정되어, 상기 간격 조정 기구, 상기 어브레이시브 노즐 어셈블리, 상기 캐처 컵이 일체적으로 구성되면 더욱 바람직하다.
이와 같은 어브레이시브 워터제트 가공 장치에 의하면, 워크에 대해 간격 조정 기구, 어브레이시브 노즐 어셈블리, 캐처 컵이 일체적으로 이동하게 된다. 즉, 간격 조정 기구, 어브레이시브 노즐 어셈블리, 캐처 컵을 각각 따로 이동시킬 필요가 없어진다.
이에 따라, 간격 조정 기구, 어브레이시브 노즐 어셈블리, 캐처 컵을 이동시키는 기구(구성)를 가장 간략화할 수 있어, 설비비나 보수 점검비 등의 비용을 저감시킬 수 있다.
본 발명에 따른 공작 기계는, 상기 어브레이시브 워터제트 가공 장치를 구비한다.
본 발명에 따른 공작 기계에 의하면, 워크의 두께가 변화해도, 워크의 두께 변화에 따라 캐처 컵과 워크의 간격을 일정하게(최적인 간격으로) 유지할 수 있어, 어브레이시브가 포함된 초고압수의 회수를 쉽게 하고, 가공면을 깨끗하게 마무리할 수 있어, 마무리 처리가 불필요하게 되어 작업 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 어브레이시브가 포함된 초고압수가 빠짐없이 회수되게 되므로 초고압수의 회수율을 높일 수 있어, 비산한 어브레이시브에 의한 워크의 손상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 작업자의 노동 환경을 개선할 수 있다.
또한, 캐처 컵이 워크에 대해 보다 가까운 위치에(최적인 위치에) 배치되게 되므로, 절삭 가공중의 소음을 저감시킬 수 있어 작업자의 노동 환경을 개선할 수 있다. 즉, 특허 문헌 1 등에 개시된 종래의 것에서는, 절삭 가공중의 소리(소음)가 100 db 정도였기 때문에, 근처에 있는 작업자는 귀마개 등의 착용이 필요했지만, 본 발명에 따른 어브레이시브 워터제트 가공 장치에서는 귀마개 등의 착용이 불필요해지고 대화를 할 수 있는 정도의 소음으로 개선되었다.
또한, 캐처 컵이 워크에 대해 보다 가까운 위치에(최적인 위치에) 배치되어 캐처 컵의 소형화(소직경화)를 도모할 수 있게 되므로, 워크와의 간섭 회피 성능을 향상시킬 수 있어, 종래보다 협소한 개소에 접근해 절삭 가공을 행할 수 있다.
또한, 고가의 내마모 재료로 이루어지는 캐처 컵의 소형화(소직경화)를 도모할 수 있게 됨으로써 비용 절감을 도모할 수 있다.
상기 공작 기계에 있어서, 상기 워크의 재질 및 두께에 대한 최고 가공 속도가, 상기 워크의 재질 및 두께별로 데이터베이스로서 기억됨과 함께, 상기 데이터베이스에 기억된 데이터와, 절삭 가공전에 입력된, 절삭 가공하려고 하는 상기 워크의 재질 및 두께에 관한 데이터를 비교해, 상기 아암이 최고 가공 속도로 이동하도록 가공 속도에 관한 지령 신호를 출력하는 제어기를 구비하면 더욱 바람직하다.
이와 같은 공작 기계에 의하면, 최고 가공 속도가 제어기에 의해 선택되어 워크가 최고 가공 속도로 절삭 가공되게 된다.
이에 따라, 최단 시간에 워크를 절삭 가공할 수 있어 가공 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 공작 기계에 있어서, 상기 어브레이시브 노즐 어셈블리와 상기 워크의 간격을 일정하게 유지하도록, 상기 제어기로부터 상기 아암에 지령 신호가 출력되도록 구성되어 있으면 더욱 바람직하다.
이와 같은 공작 기계에 의하면, 워크의 두께가 변화해도, 워크의 두께 변화에 따라 어브레이시브 노즐 어셈블리와 워크의 간격을 일정하게(최적인 간격으로) 유지할 수 있어, 어브레이시브가 포함된 초고압수의 회수를 보다 쉽게 할 수 있고, 가공면을 보다 깨끗하게 마무리할 수 있어, 작업 효율을 한층 향상시킬 수 있다.
또한, 어브레이시브가 포함된 초고압수가 더욱 빠짐없이 회수되게 되므로, 초고압수의 회수율을 한층 더 높일 수 있어, 작업자의 노동 환경을 한층 개선할 수 있다.
본 발명에 따른 어브레이시브 워터제트 가공 장치에 따르면, 길이 방향(종방향) 및/또는 폭 방향(횡방향)으로 판 두께가 변화하는 워크를 절삭 가공할 때의 연삭액의 회수율을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 작업자의 노동 환경을 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 어브레이시브 워터제트 가공 장치를 구비한 갠트리형(gantry type) 공작 기계의 평면도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 갠트리형 공작 기계를 도 1의 화살표 B를 따라 본 도면이다.
도 3은 도 1에 나타내는 갠트리형 공작 기계를 도 1의 화살표 A를 따라 본 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 어브레이시브 워터제트 가공 장치의 주요부를 나타내는 도면으로, 절삭 가공중의 상태를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 어브레이시브 워터제트 가공 장치의 주요부를 나타내는 도면으로, 절단 실험의 모습을 나타내는 도면이다.
도 6은 절단 실험에서 얻어진 결과를 나타내는 도표이다.
도 7은 절삭 가공의 대상이 되는 워크의 일 구체예를 나타내는 평면도이다.
도 8은 절삭 가공의 대상이 되는 워크의 일 구체예를 나타내는 사시도이다.
도 9는 절삭 가공의 대상이 되는 워크의 일 구체예를 나타내는 정면도이다.
도 10은 절삭 가공의 대상이 되는 워크의 일 구체예를 나타내는 평면도이다.
도 11은 절삭 가공의 대상이 되는 워크의 일 구체예를 나타내는 정면도이다.
이하, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 어브레이시브 워터제트 가공 장치에 대해, 도 1 내지 도 11을 참조하면서 설명한다.
본 실시 형태에 따른 어브레이시브 워터제트 가공 장치(10)는, 예를 들면, 도 1 내지 도 3에 나타내는 바와 같은 갠트리형 공작 기계(1)에 적용되어 워크(W)를 원하는 형상으로 절삭 가공하는 장치로서, 어브레이시브 노즐 어셈블리(11)와, 캐처 컵(12)과, 이들 어브레이시브 노즐 어셈블리(11)와 캐처 컵(12)의 간격을 조정하는 간격 조정 기구(13)를 구비한다.
도 1 내지 도 3에 나타내는 바와 같이, 갠트리형 공작 기계(1)는 그 선단부에 어브레이시브 워터제트 가공 장치(10)가 장착된 아암(2)을, 복수 개의 워크 고정 지그(3) 위에 올려진 워크(W)(도 4 등 참조)에 대해, Z축 방향(도 1에서 지면에 수직인 방향, 도 2에서 상하 방향, 도 3에서 상하 방향)을 따라 이동시키는 Z축 방향 이동 기구(4)와, Z축 방향 이동 기구(4)의 전체를 Y축 방향(도 1에서 상하 방향, 도 2에서 지면에 수직인 방향, 도 3에서 좌우 방향)을 따라 이동시키는 Y축 방향 이동 기구(5)와, Z축 방향 이동 기구(4)의 전체 및 Y축 방향 이동 기구(5)의 전체를 X축 방향(도 1에서 좌우 방향, 도 2에서 좌우 방향, 도 3에서 지면에 수직인 방향)을 따라 이동시키는 X축 방향 이동 기구(6)를 구비한다.
도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 아암(2)의 선단부에는 어브레이시브 워터제트 가공 장치(10)가 장착되어 있다. 그리고, 캐처 컵(12)의 입구(12a)와 대향하는 어브레이시브 노즐 어셈블리(11)의 출구(11a)로부터는 어브레이시브(연마제)가 혼입된 초고압수가 분사되고, 어브레이시브 노즐 어셈블리(11)의 출구(11a)로부터 분사된 어브레이시브를 포함하는 초고압수는 입구(12a)를 통해 캐처 컵(12)에 회수되게 된다. 또한, 도 4에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 어브레이시브 워터제트 가공 장치(10)에는, 워크(W)의 판 두께가 변화해도 워크(W)의 판 두께의 변화에 따라 어브레이시브 노즐 어셈블리(11)와 워크(W)의 간격 Ln(도 5 참조), 및 캐처 컵(12)과 워크(W)의 간격 L(도 5 참조)을 (대략) 일정하게 유지하는 간격 조정 기구(13)가 마련된다. 간격 조정 기구(13)로는, 어브레이시브 노즐 어셈블리(11)에 대해 캐처 컵(12)을 접근시키거나 멀어지게 하는 방향으로 가동함과 함께, 일단부에 어브레이시브 노즐 어셈블리(11)가 고정되고, 타단부에 캐처 컵(12)이 고정된 에어 실린더(미도시) 등의 직동(直動) 기구가 채용된다.
여기에서, (최고 속도의) 가공 속도(툴 이송 속도: 툴 이동 속도) v, 및 어브레이시브 노즐 어셈블리(11)의 출구(11a)와 캐처 컵(12) 입구(12a)의 간격 d, 즉, 도 5에 나타내는 Ln(어브레이시브 노즐 어셈블리(11)의 출구(11a)와 워크(W)의 간격)＋t(워크(W)의 두께)＋L(워크(W)와 캐처 컵(12)의 입구(12a)의 간격)은, 절삭 가공중, 도시하지 않은 제어기에 의해 자동적으로 제어되게 된다. 즉, 제어기에는 워크(W)의 재질 및 두께 t에 대한 가공 속도 v와, 워크(W)의 재질에 대한 (최적인) Ln 및 (최적인) L이, 워크(W)의 재질 및 두께 t별로 데이터베이스로서 기억되어 있고, 제어기에서는 데이터베이스로서 기억된 데이터와 절삭 가공전에 입력된 워크(W)의 재질 및 두께 t에 관한 데이터가 비교되어, 가공 속도 v에 관한 지령 신호(제어 신호)가 제어기로부터 Y축 방향 이동 기구(5) 및 X축 방향 이동 기구(6)로 출력됨과 함께, 워크(W)의 재질에 대한 Ln 및 L에 관한 지령 신호(제어 신호)가 제어기로부터 Z축 방향 이동 기구(4) 및 간격 조정 기구(13)로 출력되게 된다.
한편, 제어기에 데이터베이스로서 기억되는 데이터 가운데, 절삭 가공중의 가공 속도 v는 워크(W)의 재질 및 두께 t별로 요구되는(원하는) 면조도(가공 정밀도) Ra를 만족하는 가공 속도 v를 구하는 절단 실험에 의해 미리 구해진다.
또한, 이 절단 실험에서는, 도 5에 부호 B로 나타내는 워크(W)의 하면으로부터 분출하는 초고압수의 비산 각도가 측정(계측)됨과 함께, 얻어진 비산 각도 B로부터 도 5에 부호 D로 나타내는 워크(W)의 하면으로부터 분출하는 초고압수의 비산 거리(=LtanB)가 계산되어, 도 6에 ◆로 나타내는 측정 결과가 구해지게 된다. 한편, 본 실시 형태에 따른 절단 실험은 L=20㎜로 하여 행해졌다.
그리고, 도 6에 ◆로 나타내는 측정 결과로부터, 도 6에 ●로 나타내는 캐처 컵(12)에 요구되는 캐처 컵(12)의 최소 내경(=2D)이 구해지게 된다.
즉, 절삭 가공중의 최고 가공 속도 v가 3 ㎜/sec가 되는 경우에는, 내경 3㎜ 이상의 캐처 컵(12)이 채용(선택)되고, 절삭 가공중의 최고 가공 속도 v가 7 ㎜/sec가 되는 경우에는, 내경 7㎜ 이상의 캐처 컵(12)이 채용(선택)되게 된다.
또한, 어브레이시브 노즐 어셈블리(11)의 출구(11a)와 워크(W)의 간격 Ln은, Z축 방향 이동 기구(4)에 의한 어브레이시브 노즐 어셈블리(11)의 위치 제어 정밀도, 어브레이시브 노즐 어셈블리(11)의 형상, 워크(W)의 형상(예를 들면, 도 7에 나타내는 L형의 형상, 도 8에 나타내는 C형의 형상, 도 9에 나타내는 양 플랜지형의 형상, 도 10에 나타내는 평판형의 형상, 도 11에 나타내는 만곡형의 형상)을 고려해 가능한 작아지게 설정한다.
한편, 워크(W)와 캐처 컵(12)의 입구(12a)의 간격 L은, 간격 조정 기구(13)에 의한 캐처 컵(12)의 위치 제어 정밀도, 캐처 컵(12)의 형상, 워크(W)의 형상을 고려해 가능한 작아지도록 설정한다.
한편, 도 7 내지 도 10에 부호 T로 나타내는 실선은 트림 라인(trim licne)(절취선: 절단선)의 일 구체예이다.
본 실시 형태에 따른 어브레이시브 워터제트 가공 장치(10)에 의하면, 워크(W)의 두께가 변화해도, 워크(W)의 두께 변화에 따라 캐처 컵(12)과 워크(W)의 간격을 일정하게(최적인 간격으로) 유지할 수 있어, 어브레이시브가 포함된 초고압수의 회수를 쉽게 할 수 있고, 가공면을 깨끗하게 마무리할 수 있어 마무리 처리가 불필요하여 작업 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 어브레이시브가 포함된 초고압수가 빠짐없이 회수되게 되므로, 초고압수의 회수율을 높일 수 있어, 비산한 어브레이시브에 의한 워크(W)의 손상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 작업자의 노동 환경을 개선할 수 있다.
또한, 캐처 컵(12)이 워크(W)에 대해 보다 가까운 위치에(최적인 위치에) 배치되게 되므로, 절삭 가공중의 소음을 저감시킬 수 있어 작업자의 노동 환경을 개선할 수 있다. 즉, 특허 문헌 1 등에 개시된 종래의 것에서는, 절삭 가공중의 소리(소음)가 100 db 정도였기 때문에, 근처에 있는 작업자는 귀마개 등의 착용이 필요했지만, 본 실시 형태에 따른 어브레이시브 워터제트 가공 장치(10)에서는 귀마개 등의 착용이 불필요해지고, 대화를 할 수 있는 정도의 소음으로 개선되었다.
또한, 캐처 컵(12)이 워크(W)에 대해 보다 가까운 위치에(최적인 위치에) 배치되어 캐처 컵(12)의 소형화(소직경화)를 도모할 수 있게 되므로, 워크(W)와의 간섭 회피 성능을 향상시킬 수 있어, 종래보다 협소한 개소에 접근해 절삭 가공을 행할 수 있다.
또한, 고가의 내마모 재료로 이루어지는 캐처 컵(12)의 소형화(소직경화)를 도모할 수 있게 되어 비용 저감을 도모할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따른 공작 기계는, 상기 어브레이시브 워터제트 가공 장치를 구비하고 있다.
본 실시 형태에 따른 갠트리형 공작 기계(1)에 의하면, 워크(W)의 두께가 변화해도, 워크(W)의 두께의 변화에 따라 캐처 컵(12)과 워크(W)의 간격을 일정하게(최적인 간격으로) 유지할 수 있어, 어브레이시브가 포함된 초고압수의 회수를 쉽게 할 수 있고, 가공면을 깨끗하게 마무리할 수 있어 마무리 처리가 불필요해 작업 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 어브레이시브가 포함된 초고압수가 빠짐없이 회수되게 되므로, 초고압수의 회수율을 높일 수 있어 비산한 어브레이시브에 의한 워크(W)의 손상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 작업자의 노동 환경을 개선할 수 있다.
또한, 캐처 컵(12)이 워크(W)에 대해 보다 가까운 위치에(최적인 위치에) 배치되게 되므로, 절삭 가공중의 소음을 저감시킬 수 있어 작업자의 노동 환경을 개선할 수 있다. 즉, 특허 문헌 1 등에 개시된 종래의 것에서는, 절삭 가공중의 소리(소음)가 100 db 정도였기 때문에, 근처에 있는 작업자는 귀마개 등의 착용이 필요했지만, 본 실시 형태에 따른 갠트리형 공작 기계(1)에서는 귀마개 등의 착용이 불필요해지고 대화를 할 수 있는 정도의 소음으로 개선되었다.
또한, 캐처 컵(12)이 워크(W)에 대해 보다 가까운 위치에(최적인 위치에) 배치되어, 캐처 컵(12)의 소형화(소직경화)를 도모할 수 있게 되므로, 워크(W)와의 간섭 회피 성능을 향상시킬 수 있어, 종래보다 협소한 개소에 접근해 절삭 가공을 행할 수 있다.
또한, 고가의 내마모 재료로 이루어지는 캐처 컵(12)의 소형화(소직경화)를 도모할 수 있게 되어 비용 절감을 도모할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따른 갠트리형 공작 기계(1)는, 워크(W)의 재질 및 두께에 대한 최고 가공 속도가, 워크(W)의 재질 및 두께별로 데이터베이스로서 기억됨과 함께, 데이터베이스에 기억된 데이터와, 절삭 가공전에 입력된, 절삭 가공하려고 하는 워크(W)의 재질 및 두께에 관한 데이터를 비교해, 아암(2)이 최고 가공 속도로 이동하도록 가공 속도에 관한 지령 신호를 출력하는 제어기(미도시)를 구비한다. 즉, 본 실시 형태에 따른 갠트리형 공작 기계(1)에서는, 최고 가공 속도가 제어기에 의해 선택되어 워크(W)가 최고 가공 속도로 절삭 가공되게 된다.
이에 따라, 최단 시간에 워크(W)를 절삭 가공할 수 있어 가공 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따른 갠트리형 공작 기계(1)는, 어브레이시브 노즐 어셈블리(11)와 워크(W)의 간격을 일정하게 유지하도록, 제어기로부터 아암(2)에 지령 신호가 출력되게 구성되어 있다. 즉, 본 실시 형태에 따른 갠트리형 공작 기계(1)에서는, 워크(W)의 두께가 변화해도, 워크(W)의 두께의 변화에 따라 어브레이시브 노즐 어셈블리(11)와 워크(W)의 간격이 일정하게(최적인 간격에) 유지되게 된다.
이에 따라, 어브레이시브가 포함된 초고압수의 회수를 보다 쉽게 할 수 있고, 가공면을 보다 깨끗하게 마무리할 수 있어, 작업 효율을 한층 향상시킬 수 있다.
또한, 어브레이시브가 포함된 초고압수가 더욱 빠짐없이 회수되게 되므로, 초고압수의 회수율을 한층 더 높일 수 있어, 작업자의 노동 환경을 한층 더 개선할 수 있다.
한편, 본 발명은 전술한 실시 형태로 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 각종 변경·변형이 가능하다.
예를 들면, 전술한 실시 형태에서는, 본 발명에 따른 어브레이시브 워터제트 가공 장치(10)를 갠트리형 공작 기계(1)에 적용한 것을 일 구체예로서 들어 설명했지만, 본 발명에 따른 어브레이시브 워터제트 가공 장치(10)는 갠트리형 공작 기계(1) 이외의 공작 기계나, 6축 로봇(수직 다관절형 로봇) 등의 공작 기계에도 적용할 수 있다.
1 갠트리형 공작 기계
2 아암
10 어브레이시브 워터제트 가공 장치
11 어브레이시브 노즐 어셈블리
12 캐처 컵
13 간격 조정 기구
L 캐처 컵과 워크의 간격
Ln 어브레이시브 노즐 어셈블리와 워크의 간격
W 워크
t 워크의 두께
v 가공 속도

Claims (6)

  1. 길이 방향 또는 폭 방향으로 판 두께가 변화하는 워크를 원하는 형상으로 절삭 가공하는 어브레이시브 워터제트 가공 장치로서,
    상기 워크의 상방에 배치되고, 상기 워크를 절삭 가공할 때 어브레이시브가 혼입된 초고압수를 분사하는 어브레이시브 노즐 어셈블리와,
    상기 워크를 사이에 두고 상기 어브레이시브 노즐 어셈블리와 대향하여 배치되고, 상기 어브레이시브 노즐 어셈블리로부터 분사된 상기 초고압수를 회수하는 캐처 컵과,
    상기 워크의 두께 변화에 따라 상기 캐처 컵과 상기 워크의 간격 및 상기 어브레이시브 어셈블리와 상기 워크의 간격을 일정하게 유지하도록, 상기 어브레이시브 노즐 어셈블리와 상기 캐처 컵의 간격 및 상기 어브레이시브 어셈블리와 상기 워크의 간격을 조정하는 간격 조정 기구를 구비하는 어브레이시브 워터제트 가공 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 간격 조정 기구의 일단부에 상기 어브레이시브 노즐 어셈블리가 고정되고, 상기 간격 조정 기구의 타단부에 상기 캐처 컵이 고정되어, 상기 간격 조정 기구, 상기 어브레이시브 노즐 어셈블리, 상기 캐처 컵이 일체적으로 구성되는 어브레이시브 워터제트 가공 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 기재된 어브레이시브 워터제트 가공 장치가, 아암의 선단부에 장착되는 공작 기계.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 워크의 재질 및 두께에 대한 최고 가공 속도가, 상기 워크의 재질 및 두께별로 데이터베이스로서 기억됨과 함께, 상기 데이터베이스에 기억된 데이터와, 절삭 가공전에 입력된, 절삭 가공하려고 하는 상기 워크의 재질 및 두께에 관한 데이터를 비교해, 상기 아암이 최고 가공 속도로 이동하도록 가공 속도에 관한 지령 신호를 출력하는 제어기를 구비하는 공작 기계.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 어브레이시브 노즐 어셈블리와 상기 워크의 간격을 일정하게 유지하도록, 상기 제어기로부터 상기 아암에 지령 신호가 출력되는 공작 기계.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 워크는 워크 고정 지그의 위에 올려져 고정되어 있고,
    상기 아암이 상기 워크에 대해 X, Y, Z축 방향으로 이동함으로써, 상기 어브레이시브 노즐 어셈블리와 상기 캐쳐 컵을 상기 워크에 대해 이동시키는 공작 기계.
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9358668B2 (en) * 2012-07-19 2016-06-07 Ascent Aerospace, Llc Fluid jet receiving receptacles and related fluid jet cutting systems
US9573289B2 (en) 2013-10-28 2017-02-21 Flow International Corporation Fluid jet cutting systems
CN103639905A (zh) * 2013-11-25 2014-03-19 安徽傲宇数控科技有限公司 移动式油罐(管)超高压水射流切割装置
US9658613B2 (en) * 2014-01-22 2017-05-23 Omax Corporation Generating optimized tool paths and machine commands for beam cutting tools
KR101570094B1 (ko) * 2014-03-26 2015-11-19 (주)티오피에스 3차원 곡면 복합재 구조물의 가공을 위한 워터제트 가공 장비
US10252400B1 (en) * 2015-09-29 2019-04-09 Flow International Corporation Methods for improving jet cutting performance via force sensing
DE202016102593U1 (de) * 2016-05-13 2016-06-10 Bobst Mex Sa Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstückbögen
JP2019005725A (ja) * 2017-06-28 2019-01-17 マコー株式会社 スラリ噴射体並びにウエットブラスト処理方法
US10859997B1 (en) 2017-12-04 2020-12-08 Omax Corporation Numerically controlled machining
CN107900914A (zh) * 2017-12-14 2018-04-13 天通银厦新材料有限公司 蓝宝石水刀切割装置
US11554461B1 (en) 2018-02-13 2023-01-17 Omax Corporation Articulating apparatus of a waterjet system and related technology
CN108437066B (zh) * 2018-04-28 2020-10-20 萨驰华辰机械(苏州)有限公司 一种超声波裁断装置及裁断方法
US10998218B1 (en) 2019-12-29 2021-05-04 Nanya Technology Corporation Wet cleaning apparatus and manufacturing method using the same
CN113681470A (zh) * 2021-09-24 2021-11-23 郑州大学 混凝土试件水砂凿毛装置
CN114260826B (zh) * 2021-12-27 2022-10-14 武汉大学 一种提高三轴低压磨料射流切割质量的方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000088559A (ja) * 1998-08-31 2000-03-31 Ingersoll Rand Co 多機能検知方法及びそのための装置
JP2010120134A (ja) * 2008-11-20 2010-06-03 Fuji Seisakusho:Kk ブラスト加工方法及びブラスト加工装置における研磨材噴射回収部構造

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2985050A (en) * 1958-10-13 1961-05-23 North American Aviation Inc Liquid cutting of hard materials
US4435902A (en) * 1980-12-16 1984-03-13 Flow Industries, Inc. Articulated boom water jet cutting apparatus
US4669229A (en) * 1985-07-10 1987-06-02 Flow Systems, Inc. Energy dissipating receptacle for high-velocity fluid jet
US4964244A (en) * 1985-07-10 1990-10-23 Flow Systems, Inc. Energy dissipating receptacle for high-velocity fluid jet
DE3534096A1 (de) * 1985-09-25 1987-04-16 Messerschmitt Boelkow Blohm Vorrichtung zum schneiden flacher werkstoffe
KR930008692B1 (ko) * 1986-02-20 1993-09-13 가와사끼 쥬고교 가부시기가이샤 어브레시브 워터 제트 절단방법 및 장치
JPH01103265A (ja) 1987-10-13 1989-04-20 Kawasaki Heavy Ind Ltd ウオータジエツト切断装置
US4827679A (en) 1987-11-24 1989-05-09 Ltv Aerospace & Defense Company Fluid jet cutting system with self orienting catcher
AU2399288A (en) * 1987-11-30 1989-06-01 Flow Systems Inc. Energy-dissipating receptacle for high velocity fluid jet
US4920841A (en) * 1988-12-29 1990-05-01 General Dynamics Corporation Energy dissipating receptacle
FR2649925B1 (fr) * 1989-07-18 1993-12-10 Aerospatiale Ste Nationale Indle Receptacle de jet de coupe pour une machine de decoupage par jet fluide
US4937985A (en) * 1989-09-25 1990-07-03 Possis Corporation Abrasive waterjet receiver
JP2778242B2 (ja) * 1990-10-05 1998-07-23 澁谷工業株式会社 ウォータジェット加工機
FR2678198B1 (fr) 1991-06-28 1993-09-03 Acb Procede et installation pour le traitement de surface ou la decoupe par jet d'eau a haute pression.
JPH0512100A (ja) 1991-07-05 1993-01-22 Fujitsu Ltd セルの管理方法及びセル管理テーブル
JP2601530Y2 (ja) 1991-07-31 1999-11-22 株式会社スギノマシン ウォータジェット切断装置
JPH078158A (ja) 1993-06-23 1995-01-13 Ritsu Yasutake 新規なパン及び新規なパンの製造方法
US5527204A (en) * 1993-08-27 1996-06-18 Rhoades; Lawrence J. Abrasive jet stream cutting
JP2000176840A (ja) 1998-12-17 2000-06-27 Tomoe Corp ブラスト装置
JP2001198830A (ja) 2000-01-12 2001-07-24 Mentec Kiko Kk ショットブラスト装置
JP2003025021A (ja) * 2001-07-16 2003-01-28 Honda Motor Co Ltd 板状ワークの成形方法
JP3740103B2 (ja) 2001-11-26 2006-02-01 三菱重工業株式会社 ピーン成形方法及びピーン成形装置
ATE425553T1 (de) * 2002-09-13 2009-03-15 Towa Intercon Technology Inc Vereinzelung eines substrats mittels strahl
ATE355158T1 (de) 2003-10-09 2006-03-15 Bystronic Laser Ag Werkzeugmaschine sowie verfahren zur bearbeitung von werkstücken mittels wasserstrahl
US7052378B2 (en) * 2004-03-09 2006-05-30 Disco Corporation Liquid jet machining apparatus
JP4288223B2 (ja) 2004-10-18 2009-07-01 株式会社ソディック 導電性材料でなる被加工物に任意の形状を加工する方法および複合加工装置
US20060129086A1 (en) 2004-12-13 2006-06-15 Depuy Mitek, Inc. Interchangeable tissue macerating and sculpting methods and devices
JP5149589B2 (ja) * 2007-10-12 2013-02-20 株式会社不二製作所 ブラスト加工装置における研磨材回収機構
CN101970875B (zh) 2008-03-26 2014-08-27 泰克铌水刀有限公司 具有交替转动到线性移动的驱动机构的超高压泵
KR100965852B1 (ko) 2008-04-22 2010-06-28 (주)일신오토클레이브 습식 워터젯용 캐치탱크
JP5455541B2 (ja) * 2009-10-14 2014-03-26 三菱重工業株式会社 ストリンガーの製造方法
US8894468B2 (en) * 2012-05-16 2014-11-25 Flow International Corporation Fluid jet receptacle with rotatable inlet feed component and related fluid jet cutting system and method

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000088559A (ja) * 1998-08-31 2000-03-31 Ingersoll Rand Co 多機能検知方法及びそのための装置
JP2010120134A (ja) * 2008-11-20 2010-06-03 Fuji Seisakusho:Kk ブラスト加工方法及びブラスト加工装置における研磨材噴射回収部構造

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Publication number Publication date
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WO2012141143A1 (ja) 2012-10-18
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JP5766493B2 (ja) 2015-08-19

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