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磨料喷水加工装置

阅读：151发布：2020-05-11

IPRDB可以提供磨料喷水加工装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明的目的在于提供一种能够提高对板厚沿着长度方向（纵向）及/或宽度方向（横向）变化的工件进行切削加工时的磨削液的回收率，并能够改善作业者的劳动环境的磨料喷水加工装置。磨料喷水加工装置具备：磨料喷嘴组件（11），其在将工件（W）切削加工成所希望的形状时，喷射混入了磨料的超高压水；收集杯（12），其回收从该磨料喷嘴组件（11）喷射的所述超高压水；间隔调整机构（13），其以将收集杯（12）与工件（W）的间隔保持为一定的方式调整磨料喷嘴组件（11）与收集杯（12）的间隔。，下面是磨料喷水加工装置专利的具体信息内容。

1.一种磨料喷水加工装置，具备：

磨料喷嘴组件，其在将工件切削加工成所希望的形状时，喷射混入了磨料的超高压水；

收集杯，其回收从所述磨料喷嘴组件喷射的所述超高压水；及间隔调整机构，其在切削加工中，根据所述工件的厚度的变化，以将所述收集杯与所述工件的间隔保持为一定的方式调整所述磨料喷嘴组件与所述收集杯的间隔。

2.根据权利要求1所述的磨料喷水加工装置，其中，

在所述间隔调整机构的一端部固定所述磨料喷嘴组件，在所述间隔调整机构的另一端部固定所述收集杯，所述间隔调整机构、所述磨料喷嘴组件、所述收集杯构成作为一体物。

3.一种机床，所述机床具备相对于工件移动的臂，将权利要求1或2所述的磨料喷水加工装置安装在所述臂的前端部。

4.根据权利要求3所述的机床，其中，

具备控制器，该控制器将与所述工件的材质及厚度相对的最快的加工速度按照所述工件的材质及厚度而存储作为数据库，并将存储于所述数据库的数据与在切削加工前输入的与接下来要进行切削加工的所述工件的材质及厚度相关的数据进行比较，以使所述臂以最快的加工速度移动的方式输出与加工速度相关的指令信号。

5.根据权利要求4所述的机床，其中，

以将所述磨料喷嘴组件与所述工件的间隔保持为一定的方式从所述控制器向所述臂输出指令信号。

说明书全文

磨料喷水加工装置

技术领域

[0001] 本发明涉及磨料喷水加工装置。

背景技术

[0002] 作为磨料喷水加工装置，已知有例如专利文献1、2公开的技术。
[0003] 在先技术文献
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1：日本实开平5-12100号公报
[0006] 专利文献2：美国专利第4827679号说明书

发明内容

[0007] 发明要解决的课题
[0008] 专利文献1等公开的以往的喷水切断装置构成为喷嘴14（在本说明书的“具体实施方式”一栏中称为“磨料喷嘴组件11”）与收集器22（在本说明书的“具体实施方式”一栏中称为“收集杯12”）的间隔（距离）始终一定，即，与被切削加工的工件W的板厚（厚度）无关地始终保持一定。
[0009] 因此，使用专利文献1等公开的以往的喷水切断装置对板厚沿着长度方向（纵向）及/或宽度方向（横向）变化的工件W进行切削加工时，在板厚较薄的位置，工件W的下表面与收集器22的间隔增大，从工件W的下表面朝向收集器22的磨削液（在本说明书的“具体实施方式”一栏中称为“超高压水”）呈圆锥状地较大扩展，磨削液的回收率变差，由于飞散的磨削材料（在本说明书的“具体实施方式”一栏中称为“磨料”）而工件W可能会受到损伤。
[0010] 另外，当为了避免工件W受到飞散的磨削材料造成的损伤而增大收集器22的内径时，收集器22变得大型化，收集器22碰撞到工件W的下表面，可能会使工件W受到损伤。
[0011] 本发明鉴于上述的情况而作出，其目的在于提供一种能够提高对板厚沿着长度方向（纵向）及/或宽度方向（横向）变化的工件进行切削加工时的磨削液的回收率，并能够改善作业者的劳动环境的磨料喷水加工装置。
[0012] 用于解决课题的手段
[0013] 本发明为了解决上述课题，采用以下的手段。
[0014] 本发明的磨料喷水加工装置具备：磨料喷嘴组件，其在将工件切削加工成所希望的形状时，喷射混入了磨料的超高压水；收集杯，其回收从所述磨料喷嘴组件喷射的所述超高压水；间隔调整机构，其以将所述收集杯与所述工件的间隔保持为一定的方式调整所述磨料喷嘴组件与所述收集杯的间隔。
[0015] 根据本发明的磨料喷水加工装置，即使工件的厚度发生变化，也能够根据工件的厚度的变化而将收集杯与工件的间隔保持为一定（最适的间隔），能够使含有磨料的超高压水的回收容易，能够漂亮地精加工出加工面，不需要精加工处理，能够提高作业效率。
[0016] 另外，含有磨料的超高压水能够不洒落地回收，因此能够提高超高压水的回收率，能够防止由飞散的磨料造成的工件的损伤，并且能够改善作业者的劳动环境。
[0017] 此外，由于收集杯相对于工件配置在更近的位置（最适的位置），因此能够减少切削加工中的声音，能够改善作业者的劳动环境。即，在专利文献1等公开的现有的技术中，由于切削加工中的声音（噪声）成为100db左右，因此附近的作业者需要佩戴耳塞等，但在本发明的磨料喷水加工装置中，不需要耳塞等的佩戴，改善成能够交谈的程度的声音。
[0018] 此外，收集杯12相对于工件W配置在更近的位置（最适的位置），而实现收集杯12的小型化（小径化），因此能够提高与工件W的干涉回避性能，与以往相比，能够进入狭窄的部位进行切削加工。
[0019] 此外，通过实现由高价的耐磨损材料构成的收集杯12的小型化（小径化），而能够实现成本下降。
[0020] 在上述磨料喷水加工装置中，还优选的是，在所述间隔调整机构的一端部固定所述磨料喷嘴组件，在所述间隔调整机构的另一端部固定所述收集杯，所述间隔调整机构、所述磨料喷嘴组件、所述收集杯构成作为一体物。
[0021] 根据这样的磨料喷水加工装置，相对于工件，使间隔调整机构、磨料喷嘴组件、收集杯作为一体物而移动。即，无需使间隔调整机构、磨料喷嘴组件、收集杯分别移动。
[0022] 由此，能够最简化地形成使间隔调整机构、磨料喷嘴组件、收集杯移动的机构（结构），能够减少设备费、保养维护费等费用。
[0023] 本发明的机床具备上述磨料喷水加工装置。
[0024] 根据本发明的机床，即使工件的厚度发生变化，也能够根据工件的厚度的变化而将收集杯与工件的间隔保持为一定（最适的间隔），能够使含有磨料的超高压水的回收容易，能够漂亮地精加工出加工面，不需要精加工处理，能够提高作业效率。
[0025] 另外，含有磨料的超高压水能够不洒落地回收，因此能够提高超高压水的回收率，能够防止由飞散的磨料造成的工件的损伤，并且能够改善作业者的劳动环境。
[0026] 此外，由于收集杯相对于工件配置在更近的位置（最适的位置），因此能够减少切削加工中的声音，能够改善作业者的劳动环境。即，在专利文献1等公开的现有的技术中，由于切削加工中的声音（噪声）成为100db左右，因此附近的作业者需要佩戴耳塞等，在本发明的磨料喷水加工装置中，不需要耳塞等的佩戴，改善成能够交谈的程度的声音。
[0027] 此外，收集杯相对于工件配置在更近的位置（最适的位置），而实现收集杯的小型化（小径化），因此能够提高与工件的干涉回避性能，与以往相比，能够进入狭窄的部位进行切削加工。
[0028] 此外，通过实现由高价的耐磨损材料构成的收集杯的小型化（小径化），而能够实现成本下降。
[0029] 在上述机床中，还优选具备控制器，该控制器将与所述工件的材质及厚度相对的最快的加工速度按照所述工件的材质及厚度而存储作为数据库，并将存储于所述数据库的数据与在切削加工前输入的与接下来要进行切削加工的所述工件的材质及厚度相关的数据进行比较，以使所述臂以最快的加工速度移动的方式输出与加工速度相关的指令信号。
[0030] 根据这样的机床，通过控制器选择最快的加工速度，以最快的加工速度对工件进行切削加工。
[0031] 由此，能够以最短的时间对工件进行切削加工，能够提高加工效率。
[0032] 在上述机床中，还优选的是，构成为，以将所述磨料喷嘴组件与所述工件的间隔保持为一定的方式从所述控制器向所述臂输出指令信号。
[0033] 根据这样的机床，即使工件的厚度发生变化，也能够根据工件的厚度的变化而将磨料喷嘴组件与工件的间隔保持为一定（最适的间隔），能够使含有磨料的超高压水的回收容易，能够漂亮地精加工出加工面，能够进一步提高作业效率。
[0034] 另外，含有磨料的超高压水更加不洒落地回收，因此能够进一步提高超高压水的回收率，能够进一步改善作业者的劳动环境。
[0035] 发明效果
[0036] 根据本发明的磨料喷水加工装置，起到如下效果：能够提高对板厚沿着长度方向（纵向）及/或宽度方向（横向）变化的工件进行切削加工时的磨削液的回收率，并能够改善作业者的劳动环境。

附图说明

[0037] 图1是具备本发明的一实施方式的磨料喷水加工装置的龙门型的机床的俯视图。
[0038] 图2是图1所示的龙门型的机床的沿着图1中的箭头B观察到的图。
[0039] 图3是图1所示的龙门型的机床的沿着图1中的箭头A观察到的图。
[0040] 图4是表示本发明的一实施方式的磨料喷水加工装置的主要部分的图，是表示切削加工中的状态的图。
[0041] 图5是表示本发明的一实施方式的磨料喷水加工装置的主要部分的图，是表示切断实验的情况的图。
[0042] 图6是表示通过切断实验得到的结果的图表。
[0043] 图7是表示成为切削加工的对象的工件的一具体例的俯视图。
[0044] 图8是表示成为切削加工的对象的工件的一具体例的立体图。
[0045] 图9是表示成为切削加工的对象的工件的一具体例的主视图。
[0046] 图10是表示成为切削加工的对象的工件的一具体例的俯视图。
[0047] 图11是表示成为切削加工的对象的工件的一具体例的主视图。

具体实施方式

[0048] 以下，参照图1至图11，说明本发明的一实施方式的磨料喷水加工装置。
[0049] 本实施方式的磨料喷水加工装置10例如是适用于图1至图3所示的龙门型的机床1并将工件W切削加工成所希望的形状的装置，具备磨料喷嘴组件11、收集杯12、调整所述磨料喷嘴组件11与收集杯12的间隔的间隔调整机构13。
[0050] 如图1至图3所示，龙门型的机床1具备：使在其前端部安装有磨料喷水加工装置10的臂2相对于载置在多个工件固定夹具3之上的工件W（参照图4等），沿着Z轴方向（在图1中是与纸面垂直的方向，在图2中是上下方向，在图3中是上下方向）移动的Z轴方向移动机构4；使Z轴方向移动机构4的整体沿着Y轴方向（在图1中是上下方向，在图2中是与纸面垂直的方向，在图3中是左右方向）移动的Y轴方向移动机构5；使Z轴方向移动机构4的整体及Y轴方向移动机构5的整体沿着X轴方向（在图1中是左右方向，在图2中是左右方向，在图3中是与纸面垂直的方向）移动的X轴方向移动机构6。
[0051] 如图2及图3所示，在臂2的前端部安装有磨料喷水加工装置10。并且，从与收集杯12的入口12a对置的磨料喷嘴组件11的出口11a喷射混入了磨料（研磨剂）的超高压水，从磨料喷嘴组件11的出口11a喷射的含有磨料的超高压水经由入口12a而向收集杯12回收。而且，如图4所示，在本实施方式的磨料喷水加工装置10上设有间隔调整机构13，即使工件W的板厚发生变化，该间隔调整机构13也根据工件W的板厚的变化，而将磨料喷嘴组件11与工件W的间隔Ln（参照图5）、及收集杯12与工件W的间隔L（参照图5）保持为（大致）一定。作为间隔调整机构13，可采用使收集杯12向相对于磨料喷嘴组件11接近或远离的方向可动并且在一端部固定有磨料喷嘴组件11而在另一端部固定有收集杯12的气缸（未图示）等直动机构。
[0052] 在此，（最快的）加工速度（工具进给速度：工具移动速度）v、及磨料喷嘴组件11的出口11a与收集杯12的入口12a的间隔d，即，图5所示的Ln（磨料喷嘴组件11的出口11a与工件W的间隔）+t（工件W的厚度）+L（工件W与收集杯12的入口12a的间隔）在切削加工中，由未图示的控制器自动控制。即，在控制器中，与工件W的材质及厚度t相对应的加工速度v和与工件W的材质相对应的（最适的）Ln及（最适的）L按照工件W的材质及厚度t而存储作为数据库，在控制器中，将作为数据库而存储的数据和在切削加工前输入的与工件W的材质及厚度t相关的数据进行比较，与加工速度v相关的指令信号（控制信号）从控制器向Y轴方向移动机构5及X轴方向移动机构6输出，并且关于与工件W的材质相对应的Ln及L的指令信号（控制信号）从控制器向Z轴方向移动机构4及间隔调整机构13输出。
[0053] 需要说明的是，作为数据库而存储在控制器内的数据中，切削加工中的加工速度v按照工件W的材质及厚度t，通过求出满足要求的（所希望的）面粗糙度（加工精度）Ra的加工速度v的切断实验而预先求得。
[0054] 另外，在该切断实验中，测定（计测）图5中符号B所示的从工件W的下表面喷出的超高压水的飞散角度，并根据得到的飞散角度B，计算图5中符号D所示的从工件W的下表面喷出的超高压水的飞散距离（=LtanB），从而求出图6中◆表示的测定结果。需要说明的是，本实施方式的切断实验作为L=20mm而进行。
[0055] 并且，根据图6中◆表示的测定结果，求出图6中●表示的收集杯12所要求的收集杯12的最小内径（=2D）。
[0056] 即，切削加工中的最快的加工速度v成为3mm/sec时，采用（选择）内径3mm以上的收集杯12，在切削加工中的最快的加工速度v成为7mm/sec时，采用（选择）内径7mm以上的收集杯12。
[0057] 另外，磨料喷嘴组件11的出口11a与工件W的间隔Ln考虑基于Z轴方向移动机构4的磨料喷嘴组件11的位置控制精度、磨料喷嘴组件11的形状、工件W的形状（例如，图7所示的L形的形状，图8所示的C形的形状，图9所示的两凸缘形的形状，图10所示的平板形的形状，图11所示的弯曲形的形状）而尽可能小地设定。
[0058] 另一方面，工件W与收集杯12的入口12a的间隔L考虑基于间隔调整机构13的收集杯12的位置控制精度、收集杯12的形状、工件W的形状而尽可能小地设定。
[0059] 需要说明的是，图7至图10中符号T表示的实线是修整线（切取线：切断线）的一具体例。
[0060] 根据本实施方式的磨料喷水加工装置10，即使工件W的厚度发生变化，也能够根据工件W的厚度的变化而将收集杯12与工件W的间隔保持为一定（最适的间隔），能够使含有磨料的超高压水的回收容易，能够漂亮地精加工出加工面，不需要精加工处理，能够提高作业效率。
[0061] 另外，含有磨料的超高压水能够不洒落地回收，由此能够提高超高压水的回收率，能够防止由飞散的磨料造成的工件W的损伤，并且能够改善作业者的劳动环境。
[0062] 此外，由于收集杯12相对于工件W配置在更近的位置（最适的位置），因此能够减少切削加工中的声音，能够改善作业者的劳动环境。即，在专利文献1等公开的现有的技术中，由于切削加工中的声音（噪声）成为100db左右，因此附近的作业者需要佩戴耳塞等，在本实施方式的磨料喷水加工装置10中，不需要耳塞等的佩戴，改善成能够交谈的程度的声音。
[0063] 此外，收集杯12相对于工件W配置在更近的位置（最适的位置），而实现收集杯12的小型化（小径化），因此能够提高与工件W的干涉回避性能，与以往相比，能够进入狭窄的部位进行切削加工。
[0064] 此外，通过实现由高价的耐磨损材料构成的收集杯12的小型化（小径化），而能够实现成本下降。
[0065] 另外，本实施方式的机床具备上述磨料喷水加工装置。
[0066] 根据本实施方式的龙门型的机床1，即使工件W的厚度发生变化，也能够根据工件W的厚度的变化而将收集杯12与工件W的间隔保持为一定（最适的间隔），能够使含有磨料的超高压水的回收容易，能够漂亮地精加工出加工面，可以不需要精加工处理，从而能够提高作业效率。
[0067] 另外，含有磨料的超高压水不洒落地回收，因此能够提高超高压水的回收率，能够防止飞散的磨料造成的工件W的损伤，并且能够改善作业者的劳动环境。
[0068] 此外，由于将收集杯12相对于工件W配置在更近的位置（最适的位置），因此能够减少切削加工中的声音，能够改善作业者的劳动环境。即，在专利文献1等公开的现有技术中，切削加工中的声音（噪声）为100db左右，因此附近的作业者需要耳塞等的佩戴，但在本实施方式的龙门型的机床1中，不需要耳塞等的佩戴，改善成能够交谈的程度的声音。
[0069] 另外，收集杯12相对于工件W配置在更近的位置（最适的位置），能实现收集杯12的小型化（小径化），因此能够提高与工件W的干涉回避性能，与以往相比，能够进入狭窄的部位而进行切削加工。
[0070] 此外，通过实现由高价的耐磨损材料构成的收集杯12的小型化（小径化），能够实现成本下降。
[0071] 另外，本实施方式的龙门型的机床1具备控制器（未图示），该控制器将与工件W的材质及厚度相对应的最快的加工速度按照工件W的材质及厚度而存储作为数据库，并将存储于数据库的数据与在切削加工前输入的与接下来要进行切削加工的工件W的材质及厚度相关的数据进行比较，以使臂2以最快的加工速度移动的方式输出与加工速度相关的指令信号。即，在本实施方式的龙门型的机床1中，通过控制器来选择最快的加工速度，并利用最快的加工速度对工件W进行切削加工。
[0072] 由此，能够以最短的时间对工件W进行切削加工，能够提高加工效率。
[0073] 而且，本实施方式的龙门型的机床1以将磨料喷嘴组件11与工件W的间隔保持为一定的方式从控制器向臂2输出指令信号。即，在本实施方式的龙门型的机床1中，即使工件W的厚度发生变化，也能根据工件W的厚度的变化而将磨料喷嘴组件11与工件W的间隔保持为一定（最适的间隔）。
[0074] 由此，能够使含有磨料的超高压水的回收更加容易，能够更漂亮地精加工出加工面，能够更进一步提高作业效率。
[0075] 另外，含有磨料的超高压水更加不会洒落地回收，因此能够进一步提高超高压水的回收率，能够进一步改善作业者的劳动环境。
[0076] 需要说明的是，本发明并未限定为上述的实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种变更·变形。
[0077] 例如，在上述的实施方式中，列举出将本发明的磨料喷水加工装置10适用于龙门型的机床1的情况作为一具体例进行了说明，但本发明的磨料喷水加工装置10也可以适用于龙门型的机床1以外的机床、6轴机器人（垂直多关节型机器人）等机床。
[0078] 标号说明
[0079] 1 龙门型的机床
[0080] 2 臂
[0081] 10 磨料喷水加工装置
[0082] 11 磨料喷嘴组件
[0083] 12 收集杯
[0084] 13 间隔调整机构
[0085] L 收集杯与工件的间隔
[0086] Ln 磨料喷嘴组件与工件的间隔
[0087] W 工件
[0088] t 工件的厚度
[0089] v 加工速度
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