JPS6285000A - ウオ−タジエツト加工方法およびその装置 - 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〕 本発明は、ノズルから超高圧水を被加工物に噴射し、そ
の超高圧水の圧力により加工を行うウォータジェット加
工方法およびその装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、ノズルから超高圧水を噴射し、その超高圧水の圧
力により被加工物の加工、例えば、ＬＳＩの樹脂パッケ
ージのぼり取り加工、プリント配線基板等の非金属材料
の切断、切削加工等を行う場合は、被加工物の凹凸形状
または緩かな曲線形状の変化に応じて、前記ノズルを、
ロボットアーム等のアクチュエータを用いて可変制御し
、このノズルと被加工物との間の距離が一定になるよう
に倣い制御している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この従来のノズル可変制御型のウォータジェット加工方
式は、アクチュエータによるノズルの礪械的追従制御方
式であるから、被加工物の表面形状の変化に対してノズ
ルの応答が遅れやすい欠点がある。このため、被加工物
の表面形状の変化に対し適切な加工圧力を作用させるこ
とができない場合があり、また切削加工の場合は被加工
物の凹凸面に対して均一な加工ができないおそれもある
。

本発明の目的は、被加工物の表面形状の変化に対する応
答性等において優れたウォータジェット加工方法および
その装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、ノズル３１から超高圧水を被加工物３３に噴
射し、その超高圧水の圧力により加工を行うウォータジ
ェット加工方法において、前記ノズル３１と被加工物３
３との間の距離を検出し、この距離に応じて前記ノズル
３１での噴出圧力を可変制御することにより、被加工物
３３の表面での加工圧力を一定に制御するウォータジェ
ット加工方法である。

また本発明は、超高圧水発生装置１１と、この超高圧水
発生装置１１から供給される超高圧水を被加工物３３に
噴射するノズル３１と、このノズル３１と被加工物３３
との間の距離を検出するセンサ３４と、このセンサ３４
の検出信号に応じて自動調整され前記超高圧水発生装置
１１での作動圧力を可変制御することににり前記被加工
物３３の表面での加工圧力を一定に制御する圧力制御弁
１５とを具備したウォータジェット加工装置である。

〔作用〕

本発明は、超高圧水発生装置１１から供給される超高圧
水をノズル３１より被加工物３３に噴射する場合、ノズ
ル３１と被加工物３３との間の距離をセンサ３４により
検出し、このセンサ３４の検出信号に応じて前記超高圧
水発生装置１１における圧力制御弁１５を自動調整し、
前記超高圧水発生装置１１での作動圧力を可変制御する
。

そして、例えば、ノズル３１と被加工物３３との間の距
離が大きくなるように変化した場合は、前記作動圧力を
高めることにより、ノズル３１での噴出圧力を高め、被
加工物３３の表面に作用される加工圧力が一定に保たれ
るように自動制御する。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す一実施例を参照して詳細に説
明する。

１１は超高圧水発生装置であり、この超高圧水発生装置
１１は、主として、油圧源１２と、この油圧源１２から
供給される油圧の給排方向を制御する電磁作′＃Ｊ４ボ
ート２位置切換形の方向制御弁１３と、この方向制御弁
１３により給排制御される油圧により駆動される両ロッ
ドタイプのブースタシリンダ１４と、このブースタシリ
ンダ１４に供給される作動圧力を制御する比例圧力制御
弁１５とによって形成されている。

前記ブースタシリンダ１４は、前記方向制御弁１３によ
り、受圧面積の大きなピストン２１の両側面に交互に油
圧を作用させ、ピストン２１の両側に設けたプランジャ
２２を強力に進退させ、給水管路２３がら逆止弁２４を
経て一側のプランジャ室２５に水を吸込むとともに、他
側のプランジャ室２５から逆止弁２６を経テ１０００〜
４０００Ｋｇ／ｄの超高圧水を管路２７に吐出供給する
ものである。

前記管路２７の内部に生ずる脈動は、この管路２７に設
けたアキュムレータ２８によって平滑化する。

前記管路２７は、ノズル３１に連通接続する。このノズ
ル３１は、ロボットアーム３２等により支持され、そし
て先端を被加工物３３に対向し、超高圧水をこの被加工
物３３に噴射する。

また、前記ノズル３１に、このノズル３１ど波加工物３
３との間の距離を光電方式または磁気方式等により無接
触で検出するセンサ３４を一体的に設ける。

さらに、前記センサ３４の出力コード４０を比較回路４
１の入力端子に接続する。この比較回路４１は、この比
較回路４１に予め入力された設定値と前記センサ３４で
検出された測定値とを電気的に比較してその誤差を出力
するものであり、この比較回路４１の出力端子を増幅ｉ
１！＋４２の入力端子に接続し、この増幅２！ｉ４２の
出力端子を前記比例圧力制御弁１５の設定圧力調整部４
３に接続する。

この比例圧力制御弁１５は、前記油圧１１２がらタンク
にドレンされる油量を調整してブースタシリンダ１４に
供給される油圧を設定圧力に保つサーボバルブであり、
この比例圧力制御弁１５の設定圧力は、前記増幅器４２
の出力（前記設定圧力調整部４３への入力）に比例して
自動的に可変調整され、前記ブースタシリンダ１４に供
給されるｈｔ＋圧を比例制御する。

次に、この実施例の作用を説明する。

超高圧水発生装置１１から吐出された超高圧水を管路２
７を経てノズル３１に供給し、このノズル３１より被加
工物３３に噴射し、被加工物としてのＬＳＩの樹脂パッ
ケージのぼり取り加工またはプリント配線基板等の非金
属材料の切断、切削加工等を行うようにする。

その場合、ノズル３１と被加工物３３との間の距離をセ
ンサ３４により検出し、このセンサ３４で検出した測定
値を比較回路４１の設定値と比較し、誤着がある場合は
、その誤差を増幅器４２により増幅して比例圧力制御弁
１５の設定圧力調整部４３に出力し、この制御弁１５の
設定圧力を自動的に可変調整する。

これより、前記ブースタシリンダ１４に供給される作動
油圧が調整され、管路２７での発生水圧が調整され、ノ
ズル３１での噴出圧力が可変調整される。

例えば、ノズル３１と被加工物３３との間の距Ｈが大き
くなるように変化した場合は、その距離の変化に応じた
前記比例圧力制御弁１５の自動調整作用により、１ｊＸ
ｊ記ブースタシリンダ１４に供給される作動油圧が高め
られ、前記プランジャ室２５から管路２７に吐出される
発生水圧が高められ、ノズル３１での噴出圧力が前記離
間距離の増加分だけ高められる。これにより被加工物３
３の表面に作用されるウォータジェッ１〜の加工圧力が
一定に保たれるように自動制御される。

なお、前記ロボットアーム３２は必ずしも必要ではなく
、ノズル３１を固定設置しておいてもよい。

さらに、本発明は、前記ロボットアーム３２によりノズ
ル３１を被加工物３３の表面から一定距離に保つように
表面形状の変化に追従さける倣い制御方式と組合せて併
用するようにしてもよい。その場合は、機械的な倣い制
御方式につきものの応答性における欠点を本発明によっ
て補うことになる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ノズルと被加工物との間の距離に応じ
てノズルにおける噴出圧力を可変制御することにより、
被加工物の表面における加工圧力を一定に制御するよう
にしたから、アクチュエータを用いてノズルを機械的に
可変制御する必要がなく、被加工物の表面形状の変化に
対する応答が速い。このため、被加工物の表面形状の変
化に対し常に適切な加工圧力を作用させることができ、
そして、切削加工の場合は被加工物の凹凸面に対して均
一な加工ができる。

また、本発明によれば、前記距離を検出するセンサの検
出信号に応じて圧力制御弁を自動調整し、前記加工圧力
が一定になるように超高圧水発生装置の作動圧力を可変
制御するようにしたから、前記圧力制御弁を用いて前記
噴出圧力を連続的にかつ高精度に可変制御できる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明のウォータジェット加工方法およびその装置
の一実施例を示す流体回路図である。 １１・・超高圧水発生装置、１５・・圧力制御弁、３１
・・ノズル、３３・・被加工物、３４・・センサ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ノズルから超高圧水を被加工物に噴射し、その超
   高圧水の圧力により加工を行うウォータジェット加工方
   法において、前記ノズルと被加工物との間の距離を検出
   し、この距離に応じて前記ノズルにおける噴出圧力を可
   変制御することにより、被加工物の表面における加工圧
   力を一定に制御することを特徴とするウォータジェット
   加工方法。
2. （２）超高圧水発生装置と、この超高圧水発生装置から
   供給される超高圧水を被加工物に噴射するノズルと、こ
   のノズルと被加工物との間の距離を検出するセンサと、
   このセンサの検出信号に応じて自動調整され前記超高圧
   水発生装置における作動圧力を可変制御することにより
   前記被加工物の表面における加工圧力を一定に制御する
   圧力制御弁とを具備したことを特徴とするウォータジェ
   ット加工装置。