JPH0271976A - アブレシブ・ウォータ・ジェット加工装置 - Google Patents
アブレシブ・ウォータ・ジェット加工装置Info
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- JPH0271976A JPH0271976A JP22389888A JP22389888A JPH0271976A JP H0271976 A JPH0271976 A JP H0271976A JP 22389888 A JP22389888 A JP 22389888A JP 22389888 A JP22389888 A JP 22389888A JP H0271976 A JPH0271976 A JP H0271976A
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Landscapes
- Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)
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。
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〕
本発明はアプレシブ・ウォータ・ジェット加工装置に関
するものであり、例えば、軽量性と強度が要求される航
空機の主翼や尾翼の形成材料として使用されている繊維
強化複合樹脂プレートに精度良く穴明は加工や切断加工
を施す目的で創案された砥粒（アブレシブ）および高圧
水の同時噴射加工装置の改良に関するものである。
するものであり、例えば、軽量性と強度が要求される航
空機の主翼や尾翼の形成材料として使用されている繊維
強化複合樹脂プレートに精度良く穴明は加工や切断加工
を施す目的で創案された砥粒（アブレシブ）および高圧
水の同時噴射加工装置の改良に関するものである。
航空機や自動車の本体構造の軽量化と物理的強度の向上
を図るため、金属材料の代わりに炭素繊維やアラミド繊
維等で補強された複合樹脂成形品が多用されつつある。
を図るため、金属材料の代わりに炭素繊維やアラミド繊
維等で補強された複合樹脂成形品が多用されつつある。
これらの複合樹脂成形品は、強化用繊維の積層に熱硬化
性樹脂、例えばエポキシ樹脂を含浸硬化させることによ
って所定の形状に成形されているが、機体あるいは車体
の本体構造を形成する際に穴明は加工や切断加工を施こ
さなければならない場合がある。例えば航空機の主翼や
主桁を、炭素繊維の積層体にエポキシ樹脂を含浸硬化さ
せることによって成形された複合樹脂プレートから製作
する場合、設計仕様に適合するように、この複合樹脂成
形品に穴明は加工や切断加工を施す。この際に工作機械
やレーザ加工装置を使用すると、加熱によって複合樹脂
成形品に損傷や歪が発生する場合が少なくなかった。上
記加熱による損傷や歪の発生を回避するためには、ウォ
ータ・ジェット加工装置やアブレシブ・ウォータ・ジェ
ット加工装置を使用することが検討されている。殊に、
アブレシプ・ウォータ・ジェット加工装置は、高圧水中
に砥粒（アブレシブ）を併流分散させた加工媒体を使用
することによって、高圧水を単独で使用した場合に比較
して加工速度が一段と向上するため、寸法精度の維持の
みならず加工コストの低減に対しても有利である。
性樹脂、例えばエポキシ樹脂を含浸硬化させることによ
って所定の形状に成形されているが、機体あるいは車体
の本体構造を形成する際に穴明は加工や切断加工を施こ
さなければならない場合がある。例えば航空機の主翼や
主桁を、炭素繊維の積層体にエポキシ樹脂を含浸硬化さ
せることによって成形された複合樹脂プレートから製作
する場合、設計仕様に適合するように、この複合樹脂成
形品に穴明は加工や切断加工を施す。この際に工作機械
やレーザ加工装置を使用すると、加熱によって複合樹脂
成形品に損傷や歪が発生する場合が少なくなかった。上
記加熱による損傷や歪の発生を回避するためには、ウォ
ータ・ジェット加工装置やアブレシブ・ウォータ・ジェ
ット加工装置を使用することが検討されている。殊に、
アブレシプ・ウォータ・ジェット加工装置は、高圧水中
に砥粒（アブレシブ）を併流分散させた加工媒体を使用
することによって、高圧水を単独で使用した場合に比較
して加工速度が一段と向上するため、寸法精度の維持の
みならず加工コストの低減に対しても有利である。
上記の如く有用性に優れたアブレシブ・ウォータ・ジェ
ット加工装置ではあるが、反面、高圧水中に分散状態で
供給される砥粒の量によって被加工部材の寸法精度や切
断形態が影響を受けるという問題点がある。例えば第４
図に示すように恒速移動する噴射ノズル（１）から被加
工部材（２）の表面に噴射される高圧水が一定の流量を
持っていても単独時間当たりの砥粒の供給量が予め設定
された基準値よりも多くなれば被加工部材の切断溝幅が
広くなり、反対に単位時間当たりの砥粒の供給量が前記
基準値よりも少なくなれば被加工部材には、その裏面迄
加工媒体が貫流しない不完全切断状態が引起こされる。
ット加工装置ではあるが、反面、高圧水中に分散状態で
供給される砥粒の量によって被加工部材の寸法精度や切
断形態が影響を受けるという問題点がある。例えば第４
図に示すように恒速移動する噴射ノズル（１）から被加
工部材（２）の表面に噴射される高圧水が一定の流量を
持っていても単独時間当たりの砥粒の供給量が予め設定
された基準値よりも多くなれば被加工部材の切断溝幅が
広くなり、反対に単位時間当たりの砥粒の供給量が前記
基準値よりも少なくなれば被加工部材には、その裏面迄
加工媒体が貫流しない不完全切断状態が引起こされる。
この結果、被加工部材が繊維強化複合樹脂成形品である
場合には、積層された繊維相互間に眉間剥離が発生し、
再使用不能な廃材となってしまう。また、第５図に示す
ように砥粒の単位時間当たり供給量が予め設定された許
容範囲ＬｕおよびＬＤから外れると、第４図に二点鎖線
で示すように被加工部材（２）の切断溝（１３）の幅寸
法が変動し、これによって切断面が平坦面とならず、寸
法精度の低下が引起こされる。しかるに、在来のアブレ
シブ・ウォータ・ジェット加工装置においては、砥粒供
給量の計測調整手段が全く設けられておらず、このため
上記の如き寸法精度の低下や複合材料の層間剥離等によ
る素材の廃材化事故が頻発していた。
場合には、積層された繊維相互間に眉間剥離が発生し、
再使用不能な廃材となってしまう。また、第５図に示す
ように砥粒の単位時間当たり供給量が予め設定された許
容範囲ＬｕおよびＬＤから外れると、第４図に二点鎖線
で示すように被加工部材（２）の切断溝（１３）の幅寸
法が変動し、これによって切断面が平坦面とならず、寸
法精度の低下が引起こされる。しかるに、在来のアブレ
シブ・ウォータ・ジェット加工装置においては、砥粒供
給量の計測調整手段が全く設けられておらず、このため
上記の如き寸法精度の低下や複合材料の層間剥離等によ
る素材の廃材化事故が頻発していた。
本発明の主要な目的は、高圧水中に導入される砥粒の分
量が経時的に変動することに起因する上記被加工部材の
寸法精度の低下や複合材料の眉間剥離等による素材の廃
材化を防止することのできる砥粒供給量の計測調整手段
を具えたアブレシブ・ウォータ・ジェット加工装置を提
供することにある。
量が経時的に変動することに起因する上記被加工部材の
寸法精度の低下や複合材料の眉間剥離等による素材の廃
材化を防止することのできる砥粒供給量の計測調整手段
を具えたアブレシブ・ウォータ・ジェット加工装置を提
供することにある。
上記目的の達成手段として本発明は、高圧水の噴射ノズ
ルに砥粒の負圧吸引装置を接続してなるジェット加工装
置において、砥粒を収納したホッパから前記高圧水の噴
射ノズルに向かって延びる砥粒気送管路の一部を透明チ
ューブから構成し、この透明チューブを挟んでその両側
に発光素子と受光素子を対向配置して流量検出回路を構
成し、この流量検出回路に砥粒流量の制御装置を接続す
ると共に、前記砥粒の気送管路に流ｉ調整弁を内蔵させ
、前記砥粒流量の制御装置から発信される信号に応動し
て砥粒気送管路の横断面積が変化する流量調整手段を形
成せしめたアブレシブ・ウォータ・ジェット加工装置を
提供するものである。
ルに砥粒の負圧吸引装置を接続してなるジェット加工装
置において、砥粒を収納したホッパから前記高圧水の噴
射ノズルに向かって延びる砥粒気送管路の一部を透明チ
ューブから構成し、この透明チューブを挟んでその両側
に発光素子と受光素子を対向配置して流量検出回路を構
成し、この流量検出回路に砥粒流量の制御装置を接続す
ると共に、前記砥粒の気送管路に流ｉ調整弁を内蔵させ
、前記砥粒流量の制御装置から発信される信号に応動し
て砥粒気送管路の横断面積が変化する流量調整手段を形
成せしめたアブレシブ・ウォータ・ジェット加工装置を
提供するものである。
〔作用］
透明チューブ内を気送される砥粒の流量をこの透明チュ
ーブの両側に対設された投受光素子からなる検出回路で
検出し、この検出信号によって当該検出回路に接続され
た流量制御装置および流量調整手段を作動させ、高圧水
中に導入される砥粒の分量を所定の基準値に合致させる
。
ーブの両側に対設された投受光素子からなる検出回路で
検出し、この検出信号によって当該検出回路に接続され
た流量制御装置および流量調整手段を作動させ、高圧水
中に導入される砥粒の分量を所定の基準値に合致させる
。
第１図は本発明装置の一具体例を示す正面図、第２図は
投受光素子からなる検出系の光量と砥粒の＠量との関係
を示す線図、第３図は光量と時間の関係を示す線図であ
る。第１図において、（１）はベンチュリ式の負圧吸引
機構を具えた高圧水（１２）および砥粒（１０）の噴射
ノズル、（２）は被加工部材たる繊維強化複合樹脂成形
品、（３）は砥粒（１０）の収納用ホッパ、（４）は砥
粒の気送管路、（５）は砥粒気送管路（４）と高圧水噴
射ノズル（１）の間に接続された硬質のガラスもしくは
合成樹脂製の透明チューブである。透明チューブ（５）
を挟んでその両側には、発光素子（６）と受光素子（７
）を対向配置してなる流量検出回路（１１）が形成され
ており、この流量検出回路（１１）には、発光素子（６
）から受光素子（７）に向かって投射される光線が透明
チューブ（５）内の気送砥粒（１０ａ）を横切る際の光
量の変化に応動して収納ホッパ（３）内からの砥粒（１
０）の流量を変化させる制御装置（８）が接続されてお
り、また、この制御装置（８）に対応して砥粒（１０）
の気送管路（４）には、流量調整手段として、制御装置
（８）から発信される砥粒（１０）の流量検出信号に応
動して基準値Ｌ０を中心として気送管路（４）の横断面
積を上限値しＵまたは下限値り、側から変化させる回転
ロータリ型の流量調整弁（９）が内蔵されている。
投受光素子からなる検出系の光量と砥粒の＠量との関係
を示す線図、第３図は光量と時間の関係を示す線図であ
る。第１図において、（１）はベンチュリ式の負圧吸引
機構を具えた高圧水（１２）および砥粒（１０）の噴射
ノズル、（２）は被加工部材たる繊維強化複合樹脂成形
品、（３）は砥粒（１０）の収納用ホッパ、（４）は砥
粒の気送管路、（５）は砥粒気送管路（４）と高圧水噴
射ノズル（１）の間に接続された硬質のガラスもしくは
合成樹脂製の透明チューブである。透明チューブ（５）
を挟んでその両側には、発光素子（６）と受光素子（７
）を対向配置してなる流量検出回路（１１）が形成され
ており、この流量検出回路（１１）には、発光素子（６
）から受光素子（７）に向かって投射される光線が透明
チューブ（５）内の気送砥粒（１０ａ）を横切る際の光
量の変化に応動して収納ホッパ（３）内からの砥粒（１
０）の流量を変化させる制御装置（８）が接続されてお
り、また、この制御装置（８）に対応して砥粒（１０）
の気送管路（４）には、流量調整手段として、制御装置
（８）から発信される砥粒（１０）の流量検出信号に応
動して基準値Ｌ０を中心として気送管路（４）の横断面
積を上限値しＵまたは下限値り、側から変化させる回転
ロータリ型の流量調整弁（９）が内蔵されている。
流量検出回路（１１）で検出された砥粒（１０ａ）の流
量の変化は、光学的な検出信号として制御装置（８）に
送出され、この制御装置（８）に予め設定されている基
準値Ｌ０と比較される。
量の変化は、光学的な検出信号として制御装置（８）に
送出され、この制御装置（８）に予め設定されている基
準値Ｌ０と比較される。
この基準値Ｌ０と実測値との比較演算結果は、流量調整
弁（９）にフィードバックされ、そのロータリ弁（９ａ
）を、砥粒（１０）の実流量を基準値Ｌ０に一致させる
方向に回転させる。即ち、ホッパ（３）から噴射ノズル
（１）に向かって気送される砥粒（１０）の実流量が基
準値Ｌ０よりも大きい場合には、流量調整弁（９）の弁
開度を小さくする方向にロータリ弁（９ａ）を回転させ
、また、砥粒（１０）の実流量が基準値し。
弁（９）にフィードバックされ、そのロータリ弁（９ａ
）を、砥粒（１０）の実流量を基準値Ｌ０に一致させる
方向に回転させる。即ち、ホッパ（３）から噴射ノズル
（１）に向かって気送される砥粒（１０）の実流量が基
準値Ｌ０よりも大きい場合には、流量調整弁（９）の弁
開度を小さくする方向にロータリ弁（９ａ）を回転させ
、また、砥粒（１０）の実流量が基準値し。
よりも小さい場合には、流量調整弁（９）の弁開度を大
きくする方向にロータリ弁（９ａ）を回転させる。これ
によって砥粒（１０）の流量は、予め設定された上限値
し。と下限値ＬＤの間に維持される。一方、第３図に陰
影を付した部分として示すように砥粒（１０）の流量が
許容範囲を超えて変動した場合には、ホッパ（３）や気
送管路（４）に詰まりその他の異常が発生したことを意
味し、気送状態の不安定化による繊維強化複合樹脂成形
品（２）の加工精度、例えば切断溝（１３）の寸法精度
の低下を防止するため、高圧水（１２）の供給手段を含
むアブレシブ・ウォータ・ジェット加工装置の全体を即
時停止させる。
きくする方向にロータリ弁（９ａ）を回転させる。これ
によって砥粒（１０）の流量は、予め設定された上限値
し。と下限値ＬＤの間に維持される。一方、第３図に陰
影を付した部分として示すように砥粒（１０）の流量が
許容範囲を超えて変動した場合には、ホッパ（３）や気
送管路（４）に詰まりその他の異常が発生したことを意
味し、気送状態の不安定化による繊維強化複合樹脂成形
品（２）の加工精度、例えば切断溝（１３）の寸法精度
の低下を防止するため、高圧水（１２）の供給手段を含
むアブレシブ・ウォータ・ジェット加工装置の全体を即
時停止させる。
〔発明の効果］
本発明によれば、高圧水の噴射ノズルに向かってホッパ
から負圧吸引式で気送される砥粒の流量が自動的にフィ
ードバック制御される。
から負圧吸引式で気送される砥粒の流量が自動的にフィ
ードバック制御される。
従って、被加工部材の加工精度が向上し、砥粒流量の変
動に起因する不良品の発生や複合材料の眉間剥離による
廃材化も効果的に回避される。
動に起因する不良品の発生や複合材料の眉間剥離による
廃材化も効果的に回避される。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明装置の一具体例を示す正面図、第２図は
投受光素子からなる検出系の光量と砥粒の流量との関係
を示す線図、第３図は光量と時間の関係を示す線図であ
る。また、第４図は被加工部材における寸法精度の変動
状態を説明する上面図、第５図は砥粒の流量と時間の関
係を説明する線図である。 （１）・−高王水の噴射ノズル、 （２） −被加工部材、 ＜ ３ ） −・ホッパ、
（４） −砥粒気送管路、（５）・−透明チューブ、（
６） −投光素子、 （７） −受光素子、（８）
−・制御装置、 （９）・−流量調整弁、（１０
） （１０ａ ）−・−砥粒。
投受光素子からなる検出系の光量と砥粒の流量との関係
を示す線図、第３図は光量と時間の関係を示す線図であ
る。また、第４図は被加工部材における寸法精度の変動
状態を説明する上面図、第５図は砥粒の流量と時間の関
係を説明する線図である。 （１）・−高王水の噴射ノズル、 （２） −被加工部材、 ＜ ３ ） −・ホッパ、
（４） −砥粒気送管路、（５）・−透明チューブ、（
６） −投光素子、 （７） −受光素子、（８）
−・制御装置、 （９）・−流量調整弁、（１０
） （１０ａ ）−・−砥粒。
Claims (1)
- （１）高圧水の噴射ノズルに砥粒の負圧吸引装置を接続
してなるジェット加工装置において、砥粒を収納したホ
ッパから前記高圧水の噴射ノズルに向かって延びる砥粒
気送管路の一部を透明チューブから構成し、 この透明チューブを挟んでその両側に発光素子と受光素
子を対向配置して流量検出回路を構成し、 この流量検出回路に砥粒流量の制御装置を接続すると共
に、前記砥粒の気送管路に流量調整弁を内蔵させ、前記
砥粒流量の制御装置から発信される信号に応動して砥粒
気送管路の横断面積が変化する流量調整手段を形成した
ことを特徴とするアブレシブ・ウォータ・ジェット加工
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22389888A JPH0271976A (ja) | 1988-09-06 | 1988-09-06 | アブレシブ・ウォータ・ジェット加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22389888A JPH0271976A (ja) | 1988-09-06 | 1988-09-06 | アブレシブ・ウォータ・ジェット加工装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0271976A true JPH0271976A (ja) | 1990-03-12 |
| JPH0565316B2 JPH0565316B2 (ja) | 1993-09-17 |
Family
ID=16805434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22389888A Granted JPH0271976A (ja) | 1988-09-06 | 1988-09-06 | アブレシブ・ウォータ・ジェット加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0271976A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04146080A (ja) * | 1990-10-05 | 1992-05-20 | Shibuya Kogyo Co Ltd | ウォータジェット加工機 |
| JP2007130716A (ja) * | 2005-11-10 | 2007-05-31 | Hitachi Ltd | アブレシブウォータージェットを生成する方法及び装置 |
| JP2010069566A (ja) * | 2008-09-18 | 2010-04-02 | Disco Abrasive Syst Ltd | ウォータージェット加工装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS572468A (en) * | 1980-06-04 | 1982-01-07 | Mitsubishi Motors Corp | Induced voltage grounding ignition unit |
| JPS62193799A (ja) * | 1986-02-20 | 1987-08-25 | 川崎重工業株式会社 | ウオ−タジエツト切断方法 |
-
1988
- 1988-09-06 JP JP22389888A patent/JPH0271976A/ja active Granted
Patent Citations (2)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0565316B2 (ja) | 1993-09-17 |
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