JPH04146080A - ウォータジェット加工機 - 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」 本発明はウォータジェット加工機に関し、より詳しくは
、高圧の液体に研磨材を混合させて被加工物を切断加工
するようにしたウォータジェット加工機に関する。

「従来の技術」 従来、ウォータジェット加工機として、高圧の液体を吐
出する高圧ポンプと、液体通路を介して上記高圧ポンプ
と連通し、被加工物にむけて高圧の液体を噴射するノズ
ルと、上記液体通路と連通して高圧の液体に混合させる
研磨材を収容する研磨材タンクとを備え、上記研磨材を
混合した高圧の液体を被加工物に噴射して該被加工物に
所要の切断加工を施すものは知られている（特開昭６３
−１２００９８号公報）。

「発明が解決しようとする課題」 ところで、上述した従来のウォータジェット加工機では
、被加工物の板厚や材質等の加工条件が変更された場合
には、変更した加工条件に適合するように液体に混合さ
せる研磨材の供給量を調整する必要があるが、従来では
、そのような研磨材の供給量の調整作業を作業者が行っ
ていたので、非能率的で時間が掛かるという欠点があっ
た。

「課題を解決するための手段」 そのような事情に鑑み、本発明は、高圧の液体を吐出す
る高圧ポンプと、液体通路を介して上記高圧ポンプと連
通し、被加工物にむけて高圧の液体を噴射するノズルと
、上記液体通路と連通して高圧の液体に混合させる研磨
材を収容する研磨材タンクとを備え、上記研磨材を混合
した高圧の液体を被加工物に噴射して該被加工物に所要
の切断加工を施すウォータジェット加工機において、上
記研磨材タンクの開口部に該開口部を開閉する弁機構を
設けるとともに、この弁機構にこれを開閉作動させる駆
動機構を接続し、さらに上記被加工物の加工条件に応じ
上記駆動機構を制御して上記開口部の開度な調整する制
御装置を設けたものである。

「作用」 このような構成によれば、被加工物の板厚や材質等の加
工条件を変更した場合は勿論、被加工物に対するビアッ
シング加工と切断加工との加工条件を変更した場合であ
っても、その変更した加工条件に応じて、制御装置が駆
動機構と弁機構を介して上記研磨材タンクの開口部の開
度を調整するので、液体に混合させる研磨材の供給量を
自動的に調整することができる。

したがって、加工条件が変更されるたびに研磨材の供給
量の調整作業を作業者が行っていた従来の装置に比較す
ると、研磨材の供給量の調整作業を簡略化することがで
きる。

「実施例」 以下図示実施例について本発明を説明すると、第１図に
おいて、ウォータジェット加工機の加工ヘッド１は、高
圧ポンプ２から吐出された高圧の液体を上方から下方へ
向けて流通させる液体通路３と、該液体通路３の下端部
に設けられて、図示しない下方側の被加工物に向けて上
記高圧の液体を噴射するノズル４とを備えている。

上記加工ヘッド１の液体通路３には研磨材通路５の一端
を接続してあり、他方、研磨材通路５の他端は、内部に
研磨材を収容した研磨材タンク６の下端部に接続してい
る。研磨材タンク６に収容した研磨材は、自重により上
記研磨材通路５を介して上記液体通路３に供給され、高
圧の液体が液体通路３を流通する際の負圧によって該液
体通路３内に吸引されて、高圧の液体と混合されるよう
になっている。

したがって、上記高圧ポンプ２から加工ヘッド１の液体
通路３にむけて高圧の液体が給送されると、上記ノズル
４から図示しない被加工物にむけて研磨材を混合した高
圧の液体が噴射され、該被加工物に所要の切断加工を施
すことができる。

然して、第２図および第３図に拡大して示すように、本
実施例においては、上記研磨材タンク６の開口部６ａ、
　６ｂに該開口部６ａ、　６ｂを開閉する弁機構を構成
する第１弁部材７および第２弁部材８を設けるとともに
、両弁部材７．８にそれらを開閉作動させる駆動機構と
してのサーボモータ９．ｌＯをそれぞれ接続し、さらに
被加工物の加工条件に応じて両弁部材７，８に接続した
サーボモータ９．１０の駆動を制御する制御装置１１を
設けたものである。

すなわち、本実施例の研磨材タンク６は、最も下方側に
位置して上記研磨材通路５が接続されるじょうご形の案
内部１４と、その案内部１４の上面を閉鎖して水平方向
に伸びる仕切部１５と、その仕切部１５の上方に連設さ
れた２つの第１収容部１６、第２収容部１７とから構成
してあり、上記第１収容部１６と第２収容部１７とには
、それぞれ種類の異なる研磨材１８．１９を収容するよ
うにしている。

そして、じょうご形に縮径させた両皿容部１６．１７の
下端部は、それら各下端部から連続して上記仕切部１５
に穿設した各貫通孔によって上記開口部６ａ、　６ｂを
構成している。したがって、後述するように、第１弁部
材７によってこれら開口部６ａ、　６ｂが交互に開放さ
れた際には、両皿容部１６．１７に収容した研磨材１８
．１９が各開口部６ａ、　６ｂを介して案内部１４に落
下するようになっている。

また、本実施例では、上記案内部１４内に図示しない圧
縮空気源と連通するエアノズル２０を取り付けてあり、
このエアノズル２０の先端は、案内部１４内の下方中央
の位置に鉛直下方を向けて支持している。そして、被加
工物の加工中に高圧ポンプ２から液体の吐出を停止し、
かつ第１弁部材７によより両開口部６ａ、　６ｂを閉鎖
した時に、上記エアノズル２０から研磨材通路５に向け
て圧縮空気を供給することによって、加工ヘッド１の液
体通路３から研磨材通路５に向けて液体が流入するのを
防止するとともに、研磨材通路５に研磨材が残留するこ
とがないようにしている。

次に、開口部６ａ、　６ｂを開閉する第１弁部材７につ
いて説明すると、第１弁部材７は板状に形成してあり、
上記両開口部６ａ、　６ｂに交差させて仕切部１５に穿
設した水平方向のガイド孔１５ａに摺動自在に貫通させ
ている。そして、この第１弁部材７の一端は、仕切部１
５の右方端に設けた引張りばね２１に連結しているので
、第１弁部材７は常時右方に付勢されている。他方、第
１弁部材７の他端は、回転運動を直線運動に変換する変
換機構、例えば図示しないねじ軸とナツト部材とからな
る変換機構２４に連結してあり、その変換機構２４は仕
切部１５の左方端に配設した上記サーボモータ９に連動
させている。上記サーボモータ９は、制御装置１１によ
って正逆方向に回転されるようにしてあり、このサーボ
モータ９が回転されると上記変換機構２４を介して第１
弁部材７はガイド孔１５ａに沿って進退されるようにな
っている。

また、第１弁部材７の所定位置２箇所には、上記開口部
６ａ、６ｂの内径と同じ内径の貫通孔７ａ、７ｂをそれ
ぞれ穿設してあり、それら両賞通孔７ａ、７ｂが隔てた
距離は上記両開口部６ａ、６ｂが隔てた距離よりも小さ
く設定している。

そして、制御装置１１がサーボモータ９を正逆方向に所
定量だけ回転させることにより、上記第１弁部材７はガ
イド孔り５ａ内の３つの停止位置に位置するようになり
、第１弁部材７が各停止位置に位置することで上記開口
部６ａ、６ｂを交互に開閉できるようにしている。すな
わち、第２図、第３図に示すように第１弁部材７が左方
端位置に停止したときには、左方の開口部６ａと第１弁
部材７の左方の貫通孔７ａが重合して該左方の開口部６
ａが開放されるようになり、そのときには第１収容部１
６に収容された研磨材１８が開口部６ａを介して案内部
１４に落下するようになる。また、第１弁部材７が上記
左方端位置から中間位置に移動されて停止したときには
、第１弁部材７の貫通孔７ａ、７ｂは上記両開口部６ａ
、６ｂの間に位置するので、ガイド孔１５ａによって開
口部６ａ、　６ｂが同時に閉鎖されることになる。さら
に、第１弁部材７が上記中間位置から右万端位置に移動
されて停止すると、第１弁部材７の右方の貫通孔７ｂが
右方の開口部６ｂに重合して該右方の開口部６ｂが開放
されるので、第２収容部１７に収容された研磨材１９が
開口部６ｂを介して案内部１４に落下するようになって
いる。

次に、第２弁部材８について説明すると、第２弁部材８
は方形の板状部材から構成して、上記ガイド孔１５ａに
直交させるとともに上記開口部６ａ。

６ｂに交差させて穿設した水平方向の第２のガイド孔１
５ｂに摺動自在に係合させている。

そして、この第２弁部材８の一端には、上記第１弁部材
側と同様の構成からなる変換機構２５を介して上記サー
ボモータ１０を連動させてあり、制御装置１１によって
このサーボモータｌＯを正逆方向に回転させることで、
第２弁部材８をガイド孔１５ｂに沿って進退させるよう
にしている。

また、第２弁部材８における上記各開口部６ａ。

６ｂと交差する所定位置には、それぞれ第２弁部材８の
移動方向と平行に同一寸法の長穴８ａ、８ｂをそれぞれ
穿設してあり、第２弁部材８を進退させたときに両長穴
８ａ、　８ｂを各開口部６ａ、　６ｂと重合させること
ができるようにしている。したがって、両長穴８ａ、８
ｂの前方側の端部が各開口部６ａ、　６ｂと重合する量
を調整することで、一方の開口部６ａ（６ｂ）が開放さ
れた状態において該開口部６ａ（６ｂ）の開度な調整す
ることができる。

本実施例では、制御装置１１に予め被加工物の板厚、材
質、加工速度、ノズル４の液圧、およびいずれの研磨材
（１６，１７）を液体に混合するのか等の加工条件に応
じて最も適切な研磨材の供給量を記憶させてあり、被加
工物の加工開始時に被加工物の加工条件を制御装置１１
に入力すると、制御装置１１は上記両弁部材７．８を進
退させて入力された加工条件に対応するように開口部６
ａ（６ｂ）の開度を調整する。

また、本実施例では、制御装置１１に記憶させる加工条
件として、被加工物へのビアシリンダ加工時に供給する
研磨材１８　（１９）の供給量を、切断加工時に供給す
る研磨材１８　（１９）の供給量よりも少ない量となる
ように予め記憶させている。したがって、被加工物への
ピアシリンダ加工時には、制御装置１１は第２弁部材８
の長穴８ａ、　８ｂを介して開口部６ａ　（６ｂ）の開
度をビアシリンダ加工に適切な小さな開度となるように
調整し、他方、ビアシリンダ加工から切断加工に移行し
たら第２弁部材８の長穴８ａ、　８ｂを介して開口部６
ａ　（６ｂ）の開度を大きな開度となるように調整する
ようになる。

以上の構成において、加工ヘッド１によって被加工物に
切断加工を施す際には、事前に、被加工物の板厚等の必
要な加工条件を制御装置１１に入力する。

ここで、研磨材タンク６の第１収容部１６側の研磨材１
８を液体に混合するとして制御装置１１に入力した場合
には、制御装置１１はサーボモータ９を介して第１弁部
材７を第２図、第３図に示す左方端の位置に停止させる
ので、第１収容部１６側の開口部６ａが開放される。ま
た、これと同時に、制御装置１１はサーボモータ１０を
介して第２弁部材８を進退させて、上記開口部６ａの開
度なビアシリンダ加工およびその他の加工条件に適合す
る開度に調整する。

こうして、制御装置１１によって研磨材１８の選択と開
口部６ａの開度の調整が完了したら、上記高圧ポンプ２
から高圧の液体が吐出されるので、高圧の液体内に適切
な供給量の研磨材１８が混合されてから被加工物に向け
て噴射され、ビアシリンダ加工が行われる。上述のよう
に、本実施例では、被加工物に対するビアシリンダ加工
時においては、例えば第３図に示すように、第２弁部材
８の長穴８ａを介して開口部６ａの開度を小さくして、
液体に混合させる研磨材の供給量を少なくしているので
、ビアシリンダ加工中の被加工物が噴射される高圧の液
体によって破損するようなことがない。

制御装置ｌｌは予め定めたビアシリンダ加工時間が経過
したら、或いは適宜のセンサによってビアシリンダ加工
が終了したことを検出したら、切断加工に移行する。こ
の場合には、制御装置１１は第２弁部材８を第３図の想
像線の位置まで前進させて第２弁部材８の長穴８ａの中
央部と上記開口部６ａとを重合させるので、該開口部６
ａの開度は切断加工に好適な大きな開度に調整され、こ
の後、被加工物に所要の切断加工が施される。

そして、被加工物の加工条件を変更して加工ヘッドｌか
ら噴射する液体に混合させる研磨材の供給量を変更する
場合には、変更した加工条件を制御装置１１に入力すれ
ば、制御装置ｌ「は上述した要領で両弁部材７．８を開
閉制御して、上記研磨材タンク６の開口部６ａ、　６ｂ
の開閉と開度の調整と行うようになる。

このように、本実施例では、制御装置１１が両弁部材７
．８を開閉制御して、上記研磨材タンク６の開口部６ａ
、６ｂの開閉と開度の調整とを自動的に行うので、被加
工物の加工条件を変更することに伴う液体内への研磨材
の供給量の調整作業を従来に比較して簡略化することが
できる。また、ビアシリンダ加工時と切断加工時とで液
体内への研磨材の供給量を変更するようにしているので
、従来のように、液体内への研磨材の供給量が多すぎて
ビアシリンダ加工中の被加工物が破損するようなことが
ない。

なお、上記実施例の研磨材タンク６では、２つの収容部
１６．１７を設けてそれぞれに異なる種類の研磨材１８
．１９を収容するようにしているが、従来周知のような
単一の収容部だけの研磨材タンク６にも本発明を適用す
ることができる。その場合には、弁部材７に連動させた
駆動機構としてのサーボモータ９および変換機構２４の
代わりに、ＯＮ／　ＯＦＦ制御のエアシリンダを採用す
ることができる。

また、ビアシリンダ加工と切断加工とだけで開度を変更
すればよい場合には、弁部材８に連動させた駆動機構と
してのサーボモータ１０および変換機構２５の代わりに
、０Ｎ１０ＦＦ制御のエアシリンダを採用することがで
きる。

さらに、上記実施例では２つの弁部材７．８を設けてい
るが、１つの弁部材だけでも研磨材タンクの開口部の開
閉と開度の調整とを行なわせることができることは勿論
である。

「発明の効果」 以上のように、本発明によれば、加工条件が変更される
たびに研磨材の供給量の調整作業を作業者が行っていた
従来の装置に比較すると、研磨材の供給量の調整作業を
簡略化することができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は第１
図に示す研磨材タンク６の断面図、第３図は第２図のｍ
−■線に沿う要部の断面図である。 ２・・・高圧ポンプ　　　　３・・・液体通路４・・・
ノズル　　　　　　６・・・研磨材タンク６ａ、　６ｂ
・・・開口部　　　　７・・・第１弁部材８・・・第２
弁部材

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 高圧の液体を吐出する高圧ポンプと、液体通路を介して
   上記高圧ポンプと連通し、被加工物にむけて高圧の液体
   を噴射するノズルと、上記液体通路と連通して高圧の液
   体に混合させる研磨材を収容する研磨材タンクとを備え
   、上記研磨材を混合した高圧の液体を被加工物に噴射し
   て該被加工物に所要の切断加工を施すウォータジェット
   加工機において、 上記研磨材タンクの開口部に該開口部を開閉する弁機構
   を設けるとともに、この弁機構にこれを開閉作動させる
   駆動機構を接続し、さらに上記被加工物の加工条件に応
   じ上記駆動機構を制御して上記開口部の開度を調整する
   制御装置を設けたことを特徴とするウォータジェット加
   工機。