JPH03200B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、高圧流体噴射を利用した加工技術に
係り、特に高圧流体噴射加工における被加工物の
加工位置を適切に同定するための加工方法に関す
るものである。

［発明の背景技術と問題点］ 高圧流体噴射を物体加工に利用した技術は、既
に数多く実用化され、効果的に利用されている。
特に、加工時の発熱が極めて少ないこと、加工工
具として作用する高圧流体噴流が加工時において
方向性が全くないこと、加工しろが極めて小さく
て済むこと、加工工具の摩耗が無視し得ること、
加工屑の発生が極めて少ないことなどの特徴を有
しており、エレクトロニクス、機械加工、医療、
原子力など、幅広い分野で多用されている。

加工技術について見れば、ノズルを手動で移動
させる簡易なもの、定型的な加工を行う自動専用
機、自由な加工が可能な汎用機、三次元加工を行
うためのロボツトなどのマニプレータを組み込ん
だ加工機など、用途に応じて様々な形態で利用さ
れている。汎用機の多くは制御装置にコンピユー
タを内蔵していて、目的の加工形状を予め記憶さ
せ、該記憶加工形状に従つてノズルを移動させて
被加工物を加工するようにしている。

ところが、目的の加工形状が比較的単純な形状
や、二次元的な平面加工においては、形状を記憶
させるのにあまり困難は生じないが、目的の加工
形状が自由曲線を多く含んでいたり凸凹の多い複
雑な形状、あるいは複雑な三次元加工になると、
その形状を記憶させるにはあまりにも多大の労力
と時間を要することになる。そこで、このような
複雑な形状の加工においては、加工形状に沿つて
ノズルを移動させながらノズルの移動軌跡を記憶
し、該記憶した移動軌跡通りに加工する所謂テイ
ーチング・プレーバツク制御方式が便利であり、
有効に利用されている。

しかし、前記テイーチング・プレーバツク制御
方式において、ノズルの移動軌跡を記憶させるテ
イーチング時、従来は探触針で加工部位を順に接
触しながら移動軌跡を辿る方法や、ごく低圧の流
体をノズルから実際に噴射しながら順に移動軌跡
を辿る方法などが用いられていた。これら従来の
方法においては、次のような不備を有するもので
あつた。実際上は噴射流体の流線が到達可能で加
工可能である部位でも、探触針方式では探触針が
触れることがきない場合があること、被加工物が
柔軟な部材で探触針が触れることによつて変形し
正確な形状を得るには相当注意深く行う必要があ
ること。低圧流体噴射方式によれば水の飛散によ
つて正確な位置の同定が困難であること、水の飛
散によつて作業環境が悪くなることなどがあつ
た。総じて、前記のような不備によりテイーチン
グに時間がかかり、しかもテイーチングが不正確
になり、結果的に加工そのものが不正確になりが
ちであつた。

［発明の目的と概要］ 本発明は前記従来の不備を解消し、容易にかつ
正確にテイーチングできることを目的とし、その
結果加工精度の向上を計らんとするものである。

前記の目的を達成するために、本発明では次の
ような加工方法を提供する。すなわち、ノズルか
ら高圧流体を噴射し、該高圧流体を被加工物に適
用して加工を行う、高圧流体噴射加工において、
ノズルヘツドと投光手段を交換可能に用意し、前
記投光手段には発光手段と、該発光手段によつて
発せられた光を所望の光束に収束させる手段を備
えてなり、切断装置に前記投光手段を配設して被
加工物の加工位置をシミユレートした後、切断装
置から投光手段を取外してノズルヘツドを配設
し、該ノズルヘツドから高圧流体を噴射して被加
工物を加工することを特徴とするものである。

［発明の実施例］ 以下において、本発明を具体的な実施例に基づ
いて更に詳細に説明する。

図において１はノズルヘツド、２は投光手段、
３は発光手段、４は収束手段、５は被加工物、６
は切断装置である。

さて、図における切断装置６は、三次元加工に
適用されるマニプレータを示してある。アーム７
は駆動機構（図示せず）によつて三次元的に移動
可能に構成されている。アーム７の先端には、必
要に応じて各種作業工具等が着脱可能になつてい
る。該作業工具が、ノズルヘツド１であり、投光
手段２であり、また従来の方法においてはテイー
チング用探触針８であり、本発明において、まず
アーム７に投光手段２を取り付ける。該投光手段
２は、後に交換して取付けられるノズルヘツド１
の流体噴射方向と投光方向の軸線が一致するよう
に予め調整されている。投光手段２に内蔵した発
光手段３から発せられた光は収束手段４によつて
所望の光束に収束されて被加工物５に投射され
る。このとき切断装置６はテイーチングできる状
態にある。

テイーチング手順については、従来用いられて
いた方法が効果的かつ選択的に使用され得る。す
なわち、一例を示せば、被加工物５に投射される
光線が被加工物５の加工部位に照射されるように
アーム７の所望位置へ移動させる。移動について
は、手動や電動駆動手動制御などがあるがいずれ
でもよい。所望位置において、光線が被加工物５
に対して最適な角度で照射されるように微調節を
行う。すなわち、被加工物５の切断において、ノ
ズルヘツド１から噴射される流体の流線が被加工
物５に対して直角であれば効果的であり、これを
光線でのテイーチング時について見れば、光線が
被加工物５に対して直角に投射されていれば投射
部位において光線が円形に被加工物５を照らし、
斜めに投射されれば光線が楕円形に被加工物５を
照らす。従つて、被加工物５に当る光線がなるべ
く円に近い状態で照射されるように調節すれば効
果的に各テイーチング点における最適位置を求め
ることができる。こうして所要点におけるテイー
チングを終える。

次にアーム７から投光手段２を取外し、代りに
ノズルヘツド１を取り付ける。続いてプレーバツ
ク工程に移り、テイーチングによつて記憶した経
路に従つてノズルヘツド１が移動して、被加工物
５を加工するものである。

ところで、流体噴射加工、より具体的にはウオ
ータジエツトウオータジエツト加工において、ノ
ズルヘツド１から噴射された高圧流体が、噴射直
後は糸状の流線を形成しているが、空気抵抗など
によつて次第に拡散し、最終的には飛沫となつて
飛散する。ウオータジエツト加工に供されるの
は、糸状の流線部分および拡散しても拡散流体自
体がかなりの流速を有しかつ中心部に糸状の流線
分が残つている部分である。このように、切断な
どの加工に適用し得る範囲において、ノズルヘツ
ド１から噴射された直後の流線の太さと、ノズル
ヘツド１から所定距離隔てた位置における流線の
太さとは異なり、ノズルヘツド１から離れるに従
つて徐々に太くなつている。つまり、切断しろが
大きくなる傾向にある。このような場合、本発明
においては、投光手段１内に焦点調節機構９を設
けることによつて、噴射流体の拡散状態をシミユ
レートしつつ加工位置をテイーチングできる点に
おいて、従来の方法では成し得なかつた大きな長
所を有するものである。

また、光で加工軌跡を指示するため被加工物と
軌跡指示手段が非接触であるので、被加工物が柔
軟物であつても変形の恐れがなく、適切な形状を
テイーチングし得るものである。

［発明の効果］ 以上において詳細に述べた通り本発明によれ
ば、加工軌跡のテイーチング時において加工工具
であるところの流体噴流に近似の光線で軌跡指示
を行うため実際の加工軌跡に極めて近い状態で適
切な形状を記憶させることができるため、加工時
における誤差を最小限に抑えることができると共
に、テイーチング操作環境が清潔に保てること、
従来は細心の注意を払つて行いそれでもなお難か
しかつた柔軟物のテイーチングが、本発明を用い
ることによつて容易にかつ正確にできるようにな
つたことなど、多大の効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に適用され得る切断装置の一例
を示す外観図、第２図は投光手段を示す概念的縦
断側面図、第３図は従来の探触針を示す外観図、
第４図及び第５図は探触針による指示困難な場合
を示す図である。 １：ノズルヘツド、２：投光手段、３：発光手
段、４：収束手段、５：被加工物、６：切断装
置、７：アーム、８：探触針、９：焦点調節機
構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ノズルから高圧流体を噴射し、該高圧流体を
   被加工物に適用して加工を行うウオータジエツト
   加工であつて、テイーチング・プレーバツク式ロ
   ボツトを使用したウオータジエツト切断加工にお
   いて、ノズルヘツドと投光手段を交換可能に用意
   し、前記投光手段には発光手段と、該発光手段に
   よつて発せられた光を所望の光束に収束させる手
   段を備えてなり、切断装置にノズルから噴射され
   るウオータジエツトの噴射軸線と軸線を一致させ
   て前記投光手段を配設し、該投光手段から発する
   光線で切断軌跡をシミユレートし、該シミユレー
   トした軌跡を記憶手段に記憶して、投光手段をノ
   ズルに取り替えて、ノズルからウオータジエツト
   を噴射し、記憶した軌跡通りにノズルを移動して
   被加工物を加工する被加工物を加工することを特
   徴とする高圧流体噴射加工方法。