JPH02180559A - ショットピーニング装置 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、ショットピーニング装置に関し、とくにシ
目ットビーニングの加工強度の検出に関するものである
。

（従来の技術） ショットピーニング装置による加工強度を測定する方法
としては、従来からアルメン試験といわれるものが一般
に行なわれている。

このアルメン試験は、アルメンストリップと称される試
験片をショットピーニング装置の処理室内に装置して、
これにワークと同様にショットピーニング加工を施して
、このアルメンストリップの加工によるアークハイトを
測定者が測定することにより加工強度が把握されるもの
である。

また、ショットピーニング装置に伴なって、シミツトは
破砕等消耗するので加工工程管理の一環として、シミツ
トの補充が行なわれるが、従来、これはシミツトの噴射
装置の駆動電流値の変動に基づいて行なわれるようにな
っている。

（発明が解決すべき課題） 前記したアルメン試験により得られるショットピーニン
グ加工の加工強度は、測定者による測定作業の１＆番：
事徨確認的に把握さ汰　間欠的に知りつるものであるた
めに、加工ライン内のショットピーニング装置での工程
管理用情報としては十分でない。

また、測定度毎に別のアルメンストリップに交換して測
定することが必要となるため、個々のアルメンストリッ
プの硬度等の物性のばらつきやセッテイングによって、
アークハイトが影響されるので、これもショットピーニ
ング加工の管理精度を高くてきｂい一因となっている。

さらに、加工工程管理の一環としてなされ、適切な時期
に確実は行なうべきショットの補充は、シミツトの消耗
と前記電流値との相関性が高くないので、適切な時期を
検出しないこともあり、ショットピーニング装置の管理
精度としても十分でない。

この発明はこのような事情に基づいてなされたもので、
ショットピーニング装置の加工強度を工程管理に容易に
用ｉることのできる形で検出することのできるショット
ピーニング装置を提供することによって、ショットピー
ニング加工の工程管理の精度を高めんとするものである
。

（！１１題を解決するための手段） この目的に対し、この発明は、処理室にシミツトの噴射
装置のノズルを臨ませたショットピーニング装置におｉ
て、前記処理室のショット領域内に電気的出力を生じる
衝突エネルギ検出器を位置させ、前記ノズル方向に向け
て装置したものである。

（作用） この発明によれば、衝突エネルギ検出器によって、これ
に衝突するショットの有するエネルギに対応する電気的
出力が生じ、ショットの有するエネルギはショットピー
ニング加工での加工強度との相関性が高いものであるた
め加工強度をリアルタイムで電気的に把握することがで
き、これを電気的に処理、利用することによりショット
ピーニング装置の加工工程管理の精度を高めることがで
きる。

そのため、かかる電気的な加工強度情報に基づい、て、
ショットの自動供給装置を作動させることによって適切
な時期にショットの補充を行なうことができ、また、噴
射装置の駆動モータを制御することによって適切な非常
停止や加工強度を一定としたショットピーニング加工を
行なうことができる。

（実側Ｉ 以下、図面に示す一実施例によりこの発明を説明する。

まず、第２図によりショットピーニング装置１の構造概
略を説明する。

ショットピーニング装置１は、処理室２とモータで駆動
されるインペラを備えた遠心式噴射装置３とを有し、処
理室２の下部には回転テーブルからなるワークテーブル
４が装置されている。

このワークテーブル４は、前記噴射装置３のノズル３ａ
から噴射されるショットが直接吹き付けられる噴射領域
（第２図にＳで示す）内に位置し、このワークテーブル
４上に載置されたワーク５にはショットが矢印で示すよ
うに前記噴射装置３のノズル３ａから直接吹き付けられ
てワーク５たる歯車やばね等の疲労強度の向上が図られ
るようになっている。

そして、このように構成された処理室２内の噴射領域Ｓ
内には、この発明にかかる衝突エネルギ検出器６が装置
されている。

衝突エネルギ検出器６は、処理！ｒ２の壁に支持された
ゴム等の高分子材料からなる保護管１１と、この保護管
１１の先端に前記噴射装置３のノズル３ａ方向に向けて
装置した検出器ケース１２とを有し、この検出器ケース
１２の内部には圧電素子からなる検出器本体１３が装置
されている。

なお、検出器本体１３としては、ロードセルを用いるこ
とも可能である。

検出器ケース１２は、耐摩耗性および強度の大きい材料
で筒状に構成され、その表面はゴム等の高分子材料で被
覆したものである。

そして、この検出器ケース１２の先端には、表面を硬化
処理した円板状の鋼板からなる保護板１４が設けられ、
この後方に前記検出器本体１３が配置され、この検出器
本体１３の後方において筒状に形成した押しねじ１５を
前記検出器ケース１２の内面にねじ合わせて、これらの
保護板１４と検出器本体１３とを検出器ケース１２に固
定している。

これらの保護板１４および検出器本体１３の測定面１３
ａは、噴射装置３のノズル３ａの方向（図示Ｎ−Ｎ線方
向）に対する垂直面（図示Ｍ−Ｍ）とされ、ショットの
衝突エネルギの検出精度を良好にするように配慮がなさ
れている。

そして、検出器本体１３から延びるリード線１６は、押
しねじ１５の中心部に形成された貫通穴１５ａを経て、
隆方に配置されたゴムからなるエルボウジ冒インド１７
内および前記保護管１１内を経て処理室２外に導かれる
。

このように処理室２内に装置された衝突エネルギ検出ｎ
６は、ショットピーニング装置ｌの駆動による噴射装置
３からのシミツトを受けて、例えば第４図に示すように
衝突エネルギに対応した電気的出力としての電圧を発生
する。

このようにして生じる電圧の一定時間（この例では３０
秒）内での積分値と、同時に行なったアルメン試験（噴
射時間は３分）によるアークハイトの関係を第５図に示
す。

第５図からあきらかなように、衝突エネルギ検出器６に
よる前記の電圧積分値は、ショットピーニング加工の加
工強度を意味するアークハイトと高い相関性を有してい
る。

また、前記衝突エネルギ検出器６が発生する電圧からは
次のようにしてもショットピーニング加工の加工強度を
検出する；とができる。

すなわち、応答性の良好な増幅器奄用い、例＾ばショッ
トピーニング加工工程中にこの衝突エネルギ検出器６へ
のシミツトの衝突に伴なう電圧ピーク数をカウントする
。

これによれば、ショットによる打撃回数に相当する情報
が得られるため、噴射装置３によるショットの速度（実
用上は遠心式噴射装置のインペラ回転数で代用できる）
が同一の場合には、第６図に示すように、それぞれの回
転数においてアークハイトと高い相関性を示し、ショッ
トピーニング加工の加工強度とすることができる。

このような知見に基づいて、この実施例においては、前
記した衝突エネルギ検出器６の電圧は、第１図にブロッ
ク図で示す制御装置２０で処理される。

すなわち、衝突エネルギ検出器６で検出された圧電信号
はチャージアンプ２１で電圧に変換さ瓢信号増幅器２２
で増幅される。

そして、波形変換器２３でパルス信号に変換され、Ｆ−
Ｖ変換器２４でパルス数を電圧に変換し、Ａ／Ｄ変換器
２５でデジタル１８号に変換された後、ＣＰＵからなる
コントロール装置２６に入力され１山− る。

また、このコントロール装置２６には、例えばワーク材
料９伴動時間、ショット径等のその池の制御定数が別途
入カニされる。

このコントロール装置２６においては、衝突エネルギ検
出器６による前記電圧の一定時間（この例では３０秒）
内での積分値の演算、あるいは衝突エネルギ検出器６へ
のシミツトの衝突に伴なう電圧ピーク数のカウントがプ
ログラムに基づいて行なわれ、その結果が表示器２７上
に表示される。

そのため、表示器２７の表示を視認することによりショ
ットピーニング装置１で現在なされているショットピー
ニング加工の加工強度をただちに把握することができる
。

また、前記コントロール装置２６に、例えば単位時間あ
たりの電圧積分値としての基準値を予め記憶させ、これ
と演算結果としての前記電圧積分値とを比較して、演算
結果が該基準値に達しない場合に、プログラムにより構
成された指令手段からショットの自動供給装置３３にシ
ョットの供給指令信号を発してシミツトの自動供給を行
なわせるようにしである。

そのため、噴射装置３のインペラ回転数が一定であり、
前記電圧の積分値が所定値より小さい場合、すなわちシ
ョットの破砕によりシミツトの衝突エネルギが小さくな
ってショットを補充すべき適切な時期であると考えられ
る場合に、自動的にショットの補充が行なわれ、ショッ
トピーニング装置の工程管理の精度が高まる。

さらに、前記コントロール装置２６に、ショットピーニ
ング装置１の正常な運転時にとりうる。

前記電圧積分値の範圓奄予め記憶させ、これと演算結果
としての前記電圧積分値とを比較して、演算結果が該範
囲を逸脱した場合に、前記噴射装置３のインペラ駆動装
置３４を構成する駆動モータの停止信号を発生する停止
手段をプログラムで設けである。

そのため、噴射装置３に何らかのトラブルを生じた場合
には、これを確実に検出することができ、インペラ駆動
装置３４を自動的に適切に非常停止することができる。

そのうえ、この実施例においては、噴射装置３のインペ
ラ駆動装置３４を可変回転型の駆動モータで構成し、前
記衝突エネルギ検出器６の出力による前記電圧積分値が
適度な不感帯を考慮して予め設定された所定の範囲から
逸脱した場合には、前記駆動モータ制御回路３２に前記
逸脱量に基づいて演算した調速指令を発する調速手段が
コントロール装置２６にプログラムで構成されており、
この調速指令に基づいて駆動モータの回転数を調整する
ように構成しである。

すなわち、演算された前記電圧積分値が所定の範囲より
小さい値であれば、その分駆動モータの回転数を高く調
整し、前記電圧積分値が大きい場合には、その分駆動モ
ータの回転数を低く調整するものである。

そのため、ショットの消耗や補充によりショットの大き
さの変化した場合等の衝突エネルギの変動に対して、モ
ータの回転数がその分調整され、衝突エネルギ（すなわ
ち、加工強度）を一定の状態に維持してショットピーニ
ング加工を行なうことができる。

（効果） 以上説明したように、この発明は、衝突エネルギ検出器
によって、これに衝突するショットの有するエネルギに
対応する電気的出力が生じ、ショットの有するエネルギ
はショットピーニング加工での加工強度との相関性が高
いものであるため加工強度をリアルタイムで電気的に把
握することができ、これを電気的に処理、利用すること
によりショットピーニング装置の加工工程管理の精度を
高めることができる。

そのため、かかる電気的な加工強度情報に基づいて、シ
ョットの自動供給装置を作動させることによって適切な
時期にシミツトの補充を行なうことができ、また、噴射
装置の駆動モータを制御することによって適切な非常停
止や加工強度を一定としたショットピーニング加工を行
なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例のショットピーニング装置の制御装置の
ブロック図、第２図は実施例のショットピーニング装置
の概略説明図、第３図は衝突エネルギ検出器の要部断面
図、第４図は衝突エネルギ検出器の出力電圧の状態図、
第５図は衝突エネルギ検出器の出力電圧の積分値とアー
クハイトとの相関性を示す図、第６図は衝突エネルギ検
出器の出力電圧のピークカウント数とアークハイトとの
相関性を示す図である。 ３２；　駆動モータ制御回路、 ３３；　　ショット自動供給装置、 ３４；　インペラ駆動装置。 ショット領域、 ショットピーニング装置、２；処理室、噴射装置、３ａ
３　ノズル、 衝突エネルギ検出器、１３；検出器本体、第 因 第 図 え違Ｉ吟閏 （ｓｅｃ） 第５ 図 １ｉｔ　Ａｌｌ　４４＆ （Ｖｓｅｃ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）処理室にショットの噴射装置のノズルを臨ませた
   ショットピーニング装置において、 前記処理室のショット領域内に電気的出力を生じる衝突
   エネルギ検出器を前記ノズル方向に向けて装置したこと
   を特徴とするショットピーニング装置。