JPH0733753B2 - Grooving method and device using liquid jet - Google Patents
Grooving method and device using liquid jetInfo
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- JPH0733753B2 JPH0733753B2 JP3876990A JP3876990A JPH0733753B2 JP H0733753 B2 JPH0733753 B2 JP H0733753B2 JP 3876990 A JP3876990 A JP 3876990A JP 3876990 A JP3876990 A JP 3876990A JP H0733753 B2 JPH0733753 B2 JP H0733753B2
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Description
【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は、液体ジェットを用いたみぞ掘削方法及び装置
に関するものである。なお、本明細書中において液体ジ
ェットとは、液体中に研磨材に混濁させた、いわゆるア
ブレーシブウォータジェットも含まれるものとする。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a groove excavating method and apparatus using a liquid jet. In the present specification, the liquid jet also includes a so-called abrasive water jet in which the abrasive is turbid in the liquid.
(ロ)従来の技術 第6図に従来の液体ジェットを用いたみぞ掘削装置を示
す。液体ジェットノズル(以下、本明細書中において
は、単にノズルと称する)100は回転するツール102の先
端部に軸心から所定の角度θ傾いて取り付けられてお
り、ツール102を回転させながら液体ジェットを噴出す
ることにより被掘削物104にツール102の直径よりも大き
い直径を有する穴を掘削し、ツール102を掘削面に沿っ
て(図中左右方向に)移動させることにより、みぞ106
を形成することができる。みぞ106は、上記の動作を繰
り返すことによって所定の深さのものとすることができ
る。(B) Conventional Technology FIG. 6 shows a conventional groove excavator using a liquid jet. A liquid jet nozzle (hereinafter, simply referred to as a nozzle in the present specification) 100 is attached to a tip end portion of a rotating tool 102 at a predetermined angle θ with respect to an axis, and the liquid jet nozzle is rotated while rotating the tool 102. To excavate a hole having a diameter larger than that of the tool 102 in the object 104 to be excavated, and the tool 102 is moved along the excavation surface (in the left-right direction in the drawing) to form a groove 106.
Can be formed. The groove 106 can be made to have a predetermined depth by repeating the above operation.
(ハ)発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記のような従来の液体ジェットを用い
たみぞ掘削方法及び装置によると、第7図に示すように
みぞ106の一部に例えば石202や鉄筋204のような硬度の
高い物質があると、その部分だけ完全には掘削されずに
掘削残部206を生じることになる。また、液体ジェット
の中の研磨材につまりが生じて研磨材の供給が不十分な
まま掘削させる場合には、掘削部に硬度の高い異物がな
くても、符号Aで示すような形状の掘削残部206が発生
する。掘削残部206に掘削装置が衝突すると、装置が破
損したり、掘削不能になる。このため、従来は掘削時の
音、振動などの変化を検出するか、ロードセルなどを用
いて掘進抵抗の変化を検出するようにしておき、所定の
レベル以上の変化があったときに異常を判断し、掘削装
置を一旦停止させた後、手作業でこのような掘削残部20
6を時間をかけて切削して取り除くようにしていた。こ
のため、掘削装置を自動化することが困難であった。本
発明はこのような課題を解決することを目的としてい
る。(C) Problems to be Solved by the Invention However, according to the conventional groove excavating method and apparatus using the liquid jet as described above, as shown in FIG. If there is a material having high hardness such as, the uncut portion 206 is not completely excavated, and the unexcavated portion 206 is generated. When the abrasive in the liquid jet is clogged and the excavation is performed with insufficient supply of the abrasive, even if there is no foreign matter having a high hardness in the excavation portion, the excavation having the shape indicated by the symbol A is used. The remaining portion 206 occurs. When the excavation equipment collides with the unexcavated portion 206, the equipment is damaged or the excavation becomes impossible. Therefore, conventionally, changes such as sound and vibration during excavation are detected, or changes in excavation resistance are detected using a load cell, etc., and an abnormality is judged when there is a change over a predetermined level. Then, after stopping the excavation equipment once, the excavation residue 20
It took 6 hours to cut and remove it. Therefore, it is difficult to automate the excavator. The present invention aims to solve such problems.
(ニ)課題を解決するための手段 本発明は、液体ジェットを噴射するノズル(18)の動作
の異常を、ノズル駆動装置(10及び/又は12)の速度又
は、駆動電流値などの異常により検出してノズルを後退
させ、異常を生じる以前の座標にノズルを戻し、異常部
分の再掘削を行った後、通常の掘削作業を再開すること
により上記課題を解決する。すなわち、本発明による液
体ジェットを用いたみぞ掘削方法は、液体ジェットを噴
射するノズルが一定速度で駆動されるものにおいて、ノ
ズルの掘進方向の軸線と直交する方向への動作速度が低
下したこと又は、動作が停止したことを検出して掘削の
異常を判断し、ノズルを後退させ、異常が発生する以前
の座標にノズルを戻し、異常個所の再掘削を行った後、
通常の掘削動作を再開するようにしている。また、液体
ジェットを噴射するノズルが1掘削行程中に変速駆動さ
れるものにおいて、あらかじめノズルの1掘削行程中の
掘進方向の軸線と直交する方向への座標ごとの設定移動
速度を記憶しておき、掘削中のノズルの座標ごとの実際
の移動速度を上記設定移動速度と比較し、両速度間にあ
らかじめ設定した値以上の速度差があった場合に掘削の
異常を判断し、ノズルを後退させ、異常が発生する以前
の座標にノズルを戻し、異常個所の再掘削を行った後、
通常の掘削動作を再開するようにしている。異常個所の
再掘削は、対応する座標に対しあらかじめ設定した速度
よりも低い速度で、かつあらかじめ再掘削用に設定した
面積範囲にわたって行うようにするとよい。また、本発
明の液体ジェットを用いたみぞ掘削装置は、所定位置に
移動させて固定することが可能なフレーム(2)と、フ
レーム(2)上を前後進装置(6)によって移動可能な
移動台(4)と、移動台(4)に搭載され先端部のレバ
ー(20)を一平面内で揺動させることが可能な揺動装置
(10)と、移動台(4)に搭載され先端部のノズル取り
付け部材(16)を上記一平面に直交する運動成分を含む
繰り返し運動をさせることが可能な繰り返し運動装置
(12)と、ノズル取り付け部材(16)に取り付けられ液
体ジェットを噴射可能なノズル(18)と、揺動装置(1
0)及び繰り返し運動装置(12)の両方又はいずれか一
方の原動機(46及び/又は66)部に取り付けられた異常
検出センサ(78又は79)と、異常検出センサ(78又は7
9)からの信号を入力として動作の異常を判断し、ノズ
ル(18)の異常発生以前の座標への移動・再掘削・異常
発生点の座標への復帰・通常掘削の再開を指令する制御
装置(73)と、を有しており、ノズル取り付け部材(1
6)は、レバー(20)に繰り返し運動可能に支持されて
いる。なお、かっこ内の符号は後述の実施例の対応する
部材を示す。(D) Means for Solving the Problems The present invention is designed to detect an abnormality in the operation of a nozzle (18) that ejects a liquid jet by detecting an abnormality in the speed of a nozzle driving device (10 and / or 12) or a driving current value. The above problem is solved by detecting and retracting the nozzle, returning the nozzle to the coordinates before the abnormality occurred, re-digging the abnormal portion, and then restarting the normal excavation work. That is, in the groove excavation method using the liquid jet according to the present invention, when the nozzle that injects the liquid jet is driven at a constant speed, the operating speed in the direction orthogonal to the axis of the excavation direction of the nozzle is decreased, or , Detecting that the operation has stopped, judging the excavation abnormality, retracting the nozzle, returning the nozzle to the coordinates before the abnormality occurred, re-digging the abnormal part,
The normal excavation operation is restarted. Further, in the case where the nozzle for injecting the liquid jet is variable-speed driven during one excavation stroke, the set moving speed for each coordinate in the direction orthogonal to the axis of the excavation direction during one excavation stroke of the nozzle is stored in advance. , The actual moving speed for each coordinate of the nozzle during excavation is compared with the above set moving speed, and if there is a speed difference between the two speeds that is greater than or equal to the preset value, it is judged that the excavation is abnormal and the nozzle is retracted. After returning the nozzle to the coordinates before the abnormality occurred and re-digging the abnormal point,
The normal excavation operation is restarted. The re-excavation of the abnormal portion may be performed at a speed lower than the preset speed for the corresponding coordinates and over the area range preset for the re-excavation. Further, the groove excavating device using the liquid jet of the present invention is a frame (2) that can be moved and fixed at a predetermined position, and a movement that can be moved on the frame (2) by a forward-backward movement device (6). A table (4), a rocking device (10) mounted on the moving table (4) and capable of rocking a lever (20) at the tip within a plane, and a tip mounted on the moving table (4) Reciprocating motion device (12) capable of repetitively moving the nozzle mounting member (16) of the above-mentioned part and including a motion component orthogonal to the one plane, and capable of ejecting a liquid jet attached to the nozzle mounting member (16) Nozzle (18) and swing device (1
0) and / or the repetitive exercise device (12), or the abnormality detection sensor (78 or 79) attached to the prime mover (46 and / or 66) of either one, and the abnormality detection sensor (78 or 7).
9) A signal from the controller is used as an input to judge an abnormal operation, and command the nozzle (18) to move to the coordinates before the abnormality occurred, re-excavate, return to the coordinates of the abnormality occurrence point, and resume normal excavation. (73) and having a nozzle mounting member (1
The lever (20) is repeatedly movably supported by the lever (20). The reference numerals in parentheses indicate the corresponding members in the embodiments described later.
(ホ)作用 (請求項1の作用) 例えば、ノズル駆動装置の駆動軸には回転位置センサ
(異常検出センサ)が取り付けられており、異常のない
ときは一定速度で回転するノズル駆動装置の駆動軸によ
って回転位置センサが、一定の時間間隔ごとに信号を発
生し、この検出信号は制御装置に入力され、あらかじめ
設定した許容時間間隔と比較されている。この検出信号
が許容値から外れた場合に制御装置は、回転速度の異常
を判断し、まず、その場からノズルを後退させる信号を
前後進装置に送る。次に制御装置はノズルを、異常が発
生する以前の座標に移動させ、異常部の再掘削を行う。
この異常部は一般的には、ほかの部分よりも硬度の高い
異物があるために生じ、ある大きさを持っているので、
通常の掘削速度よりも低い速度で、あらかじめ異常部の
大きさを想定して設定した面積範囲を掘削するようにす
るとよい。異常部の掘削を終了したら、再び通常の掘削
を再開させる。(E) Operation (Operation of claim 1) For example, a rotational position sensor (abnormality detection sensor) is attached to the drive shaft of the nozzle drive device, and when there is no abnormality, the nozzle drive device that rotates at a constant speed is driven. The axis causes the rotary position sensor to generate a signal at regular time intervals, which detection signal is input to the control device and compared with a preset tolerance time interval. When this detection signal deviates from the permissible value, the control device judges that the rotation speed is abnormal, and first sends a signal for retracting the nozzle from the spot to the forward / backward movement device. Next, the control device moves the nozzle to the coordinates before the abnormality occurred, and re-excavates the abnormal portion.
This abnormal area is generally caused by foreign matter having higher hardness than other areas, and has a certain size.
It is advisable to excavate the area range set in advance assuming the size of the abnormal portion at a speed lower than the normal excavation speed. When the excavation of the abnormal part is completed, the normal excavation is restarted.
(請求項2の作用) 1掘削行程中のノズルの移動速度は座標位置によって異
なるようにされており、位置ごとの速度が制御装置の中
に設けられた記憶器に記憶されている。例えば、ノズル
駆動装置の駆動軸に取り付けられたロータリエンコーダ
(異常検出センサ)が、1掘削行程中の各位置ごとの駆
動軸の回転角度を検出しており、この検出信号は制御装
置に送られて、実際の速度が計算され、記憶されている
対応する位置の速度と比較される。制御装置は、この両
者の値の差があらかじめ設定した値よりも大きくなった
ときに異常が発生したと判断し、制御装置は、まず、そ
の場からノズルを後退させる信号を前後進装置に送る。
以降の動作は上記1項の場合と同様の手順により行われ
て、異常部の掘削終了後、通常動作が再開される。(Operation of Claim 2) The moving speed of the nozzle during one excavation stroke is made to differ depending on the coordinate position, and the speed for each position is stored in the storage device provided in the control device. For example, a rotary encoder (abnormality detection sensor) attached to the drive shaft of the nozzle drive device detects the rotation angle of the drive shaft at each position during one excavation stroke, and this detection signal is sent to the control device. Then, the actual velocity is calculated and compared with the velocity of the corresponding stored position. The control device determines that an abnormality has occurred when the difference between the two values becomes larger than a preset value, and the control device first sends a signal for retracting the nozzle from the spot to the forward / backward movement device. .
Subsequent operations are performed by the same procedure as in the case of the above item 1, and the normal operation is restarted after the excavation of the abnormal portion is completed.
このようにすることにより、掘削残部が発生するような
異常が生じても、手作業により掘削残部を除去するよう
なことなく、確実に掘削残部を検出することができ、こ
れを取り除くまで自動的に再掘削が繰り返され、再掘削
が終われば、引き続いて通常の掘削作業を再開すること
ができる。By doing this, even if an abnormality such as a remaining excavation occurs, it is possible to reliably detect the remaining excavation without manually removing the remaining excavation. The re-drilling is repeated, and when the re-drilling is completed, the normal excavation work can be resumed.
(ヘ)実施例 第2及び3図に本発明の適用される液体ジェットを用い
たみぞ掘削装置の1例を示す。フレーム2上に移動台4
が第2及び3図中左右方向に移動可能に設けられてい
る。なお、フレーム2自体は図示していないロボットア
ームの先端に取付けられており、所望の位置まで移動さ
せて静止させることができる。移動台4はフレーム2に
設けられたモータ6(前後進装置)によってプーリ7及
びベルト8を介して駆動され、位置が制御される。な
お、移動台4の底面にはベルト8に固定される接続部材
5が取り付けられている。移動台4に揺動装置10及び繰
り返し運動装置12が設けられている。揺動装置10及び繰
り返し運動装置12を以下に説明する。(F) Example FIGS. 2 and 3 show an example of a groove excavating device using a liquid jet to which the present invention is applied. Moving stand 4 on frame 2
Are provided so as to be movable in the left and right directions in FIGS. 2 and 3. The frame 2 itself is attached to the tip of a robot arm (not shown) and can be moved to a desired position and stopped. The moving table 4 is driven by a motor 6 (a forward / backward moving device) provided on the frame 2 via a pulley 7 and a belt 8 to control the position. A connection member 5 fixed to the belt 8 is attached to the bottom surface of the moving table 4. The moving table 4 is provided with a rocking device 10 and a repeating motion device 12. The rocking device 10 and the repetitive motion device 12 will be described below.
(揺動装置10) 揺動装置10は、二又部は20a及び20bを有するY字状をし
たレバー20と、一端側24aが二又部20aの先端部のすり割
りにはめ合わされピン22をもって回動可能に支持される
と共に、他端側24bに連結穴を有するリンク24と、一端
側28aが上記二又部20bをピン26をもって回動可能に支持
すると共に、他端側に張り出し部28bが設けられたアー
ム28と、リンク24の一端側24a及びアーム28の一端側28a
にピン30及び32をもってそれぞれ支持されたリンク34
と、リンク24をピン32を支点として第2図において左右
方向に揺動させる駆動装置36と、を有しており、リンク
24を左右方向に揺動させることにより、レバー20をピン
26を支点として第2図において紙面と平行な平面内を上
下方向に揺動させることができる。なお、レバー20に
は、後述する繰り返し運動装置12のフォーク56を取り付
ける穴20c及び同様に後述する偏心カム60の軸部を回転
可能に支持する軸受け部20dが設けられている。駆動装
置36は、端部に揺動軸受け部37aを有する筒状のケース3
7と、一端を揺動軸受け部37aと連結され他端をピン30に
よりリンク24及びアーム28と連結されるねじ軸38と、こ
れとねじ結合される棒状のナット40と、ナット40と一体
的に取り付けられると共にケース37内に軸受け50により
回転可能に支持されるギヤ42と、これとかみ合うギヤ44
と、ケース37内に取り付けられギヤ44を駆動するモータ
46と、を有している。モータ46には減速機52及び位置決
め用のエンコーダ54が取り付けられている。ケース37の
揺動軸受け部37aは、移動台4に固定されたトラニオン
機構48に揺動可能に支持されている。これによりリンク
24がピン32を支点として図中左右方向に動いてアーム28
との軸間距離が変化しても、ケース37がトラニオン機構
48のトラニオン軸を支点として図中上下方向に揺動する
ことにより軸間距離の変化に追従することができる。な
お、駆動装置36はあらかじめ設定された周期で回転方向
が反転するようにされており、これにより第1図中+β
から−βで示す角度範囲においてレバー20を所定の周期
で揺動させることが可能である。(Oscillating Device 10) The oscillating device 10 has a Y-shaped lever 20 having a bifurcated portion 20a and 20b, and a pin 22 with one end side 24a fitted to the slot of the tip of the bifurcated portion 20a. The link 24 is rotatably supported and has a connecting hole on the other end side 24b, and the one end side 28a rotatably supports the forked portion 20b with the pin 26, and the other end side projecting portion 28b. Arm 28 provided with, one end side 24a of link 24 and one end side 28a of arm 28
A link 34 supported by pins 30 and 32 respectively
And a drive device 36 for swinging the link 24 in the left-right direction in FIG. 2 about the pin 32 as a fulcrum.
Pivot lever 20 by swinging 24 to the left and right.
It is possible to swing up and down in a plane parallel to the paper surface in FIG. The lever 20 is provided with a hole 20c for mounting a fork 56 of the repetitive motion device 12 which will be described later and a bearing portion 20d which also rotatably supports a shaft portion of an eccentric cam 60 which will be described later. The drive device 36 includes a cylindrical case 3 having a swing bearing portion 37a at its end.
7, a screw shaft 38, one end of which is connected to the swing bearing portion 37a and the other end of which is connected to the link 24 and the arm 28 by the pin 30, a rod-shaped nut 40 which is screwed to the screw shaft 38, and the nut 40, which is integrated with the nut 40. Mounted on the case 37 and rotatably supported by a bearing 50 in the case 37, and a gear 44 that meshes with the gear 42.
And a motor mounted in the case 37 to drive the gear 44
46 and. A speed reducer 52 and a positioning encoder 54 are attached to the motor 46. The swing bearing portion 37a of the case 37 is swingably supported by a trunnion mechanism 48 fixed to the moving table 4. This links
24 moves to the left and right in the figure with pin 32 as a fulcrum, and arm 28
Even if the distance between the shaft and the
By swinging in the vertical direction in the figure using the 48 trunnion shaft as a fulcrum, it is possible to follow changes in the inter-axis distance. The drive device 36 is designed so that the rotation direction is reversed at a preset cycle, which causes + β in FIG.
It is possible to swing the lever 20 in a predetermined cycle within the angle range from -β.
(繰り返し運動装置12) 繰り返し運動装置12は、揺動装置10のレバー20の穴20c
にはめ合わされる軸部56aを有し一端側にすり割りの設
けられたフォーク56と、中間部が上記入すり割りにはめ
合わされピン58によって回動可能に支持され一端にノズ
ル取り付け部16aを有し他端に球面受け部16bを有するヘ
ッド16と、端部の一端側が偏心して先端部に球面端部60
aが形成されて上記球面受け部16bとはめ合わされると共
に他端部に継ぎ手部60bが形成された偏心カム60と、一
端部に偏心カム60の継ぎ手部60bと組み合わされる継ぎ
手部62aを有し他端部に継ぎ手部62bを有するユニバーサ
ルジョイント62と、上記継ぎ手部62bと組み合わされる
回転継ぎ手64と、回転継ぎ手64を回転させる回転駆動装
置66と、を有している。なお、偏心カム60の軸部は、揺
動装置10のレバー20の軸受け部20dにより回転可能に支
持されている。ユニバーサルジョイント62は、中間部に
スプライン穴部68と、これに軸方向移動可能にはめ合わ
されるスプライン軸部70とを有しており、これにより軸
方向に伸縮可能である。回転駆動装置66には減速機72及
びモータ76が取り付けられている。回転駆動装置66によ
って回転継ぎ手64を回転駆動することにより、偏心カム
60の球面端部60aを円運動状に繰り返し運動させること
が可能である。すなわち、ヘッド16はフォーク56の軸部
56a及びピン58を支点として第2図中紙面と直交する方
向の運動成分を含む繰り返し運動をすることが可能であ
る。(Repetitive exercising device 12) The repeating exercising device 12 includes the hole 20c of the lever 20 of the rocking device 10.
A fork 56 having a shaft portion 56a fitted therein and having a slit provided on one end side, and an intermediate portion fitted to the above-mentioned insertion slot and rotatably supported by a pin 58 having a nozzle mounting portion 16a at one end. On the other hand, the head 16 having the spherical surface receiving portion 16b at the other end and the spherical end portion 60 at the tip end are eccentric to each other.
an eccentric cam 60 having a formed therein and fitted to the spherical surface receiving portion 16b and a joint portion 60b formed at the other end, and a joint portion 62a combined with the joint portion 60b of the eccentric cam 60 at one end. It has a universal joint 62 having a joint portion 62b at the other end, a rotary joint 64 combined with the joint portion 62b, and a rotary drive device 66 for rotating the rotary joint 64. The shaft portion of the eccentric cam 60 is rotatably supported by the bearing portion 20d of the lever 20 of the rocking device 10. The universal joint 62 has a spline hole portion 68 in an intermediate portion and a spline shaft portion 70 that is fitted in the spline hole portion 68 so as to be movable in the axial direction, and can be expanded and contracted in the axial direction. A speed reducer 72 and a motor 76 are attached to the rotary drive device 66. By rotating the rotary joint 64 by the rotary drive device 66, the eccentric cam
It is possible to repeatedly move the spherical end portion 60a of 60 in a circular motion. That is, the head 16 is the shaft of the fork 56.
It is possible to perform repetitive motion including a motion component in a direction orthogonal to the paper surface of FIG. 2 with 56a and the pin 58 as a fulcrum.
一方、モータ76の後部には、ロータリエンコーダ78が取
り付けられており、ロータリエンコーダ78の軸はモータ
76の回転軸と連結されてモータ76の1回転中の所定角度
ごとの角度信号を発生するようになっている。この信号
は制御装置73に入力されて、これに内蔵されているタイ
マの計測時間を基に速度に換算され、実際速度として取
り扱われる。制御装置73により1回転中の所定角度ごと
に実施速度と設定速度とが比較され許容速度差内である
かどうかがチェックされる。ロータリエンコーダ78によ
る速度変動の検出レベルは、それほど高いものに設定す
る必要はなく、例えば、設定速度の50%以下の速度が1
秒以上続いた場合に、制御器73が「異常」と判断する程
度で差し支えない。On the other hand, a rotary encoder 78 is attached to the rear part of the motor 76, and the axis of the rotary encoder 78 is the motor.
It is connected to the rotating shaft of 76 to generate an angle signal for each predetermined angle during one rotation of the motor 76. This signal is input to the control device 73, converted into speed based on the measurement time of a timer incorporated therein, and treated as the actual speed. The control device 73 compares the execution speed and the set speed for each predetermined angle during one rotation to check whether the speed is within the allowable speed difference. The detection level of the speed fluctuation by the rotary encoder 78 does not need to be set to a very high level. For example, a speed of 50% or less of the set speed is 1
If it continues for more than a second, the controller 73 may determine that it is “abnormal”.
また、上記ヘッド16のノズル取り付け部16aには、液体
ジェットを噴射するノズル18が取り付けられている。ヘ
ッド16には、高圧水用ホース82及び研磨材用ホース84が
取り付けられると共に、内部に高圧水用ホース82からの
高圧水と研磨材用ホース84からの研磨材とを混合してノ
ズル18に供給する混合室80が設けられている。高圧水用
ホース82には図示しない高圧水ポンプから高圧水が供給
され、また、研磨材用ホース84には図示しない研磨材供
給ポンプから研磨材が供給されるようになっている。ノ
ズル18は、高圧水と研磨材とを混合室80内で混合した研
削液を液体ジェットとして掘削面86に噴射可能である。A nozzle 18 for ejecting a liquid jet is attached to the nozzle attachment portion 16a of the head 16. A high-pressure water hose 82 and an abrasive hose 84 are attached to the head 16, and the high-pressure water from the high-pressure water hose 82 and the abrasive from the abrasive hose 84 are mixed inside to the nozzle 18. A mixing chamber 80 for supplying is provided. The high pressure water hose 82 is supplied with high pressure water from a high pressure water pump (not shown), and the abrasive hose 84 is supplied with abrasive from a polishing material supply pump (not shown). The nozzle 18 can inject a grinding liquid, which is a mixture of high-pressure water and an abrasive in the mixing chamber 80, as a liquid jet onto the excavation surface 86.
移動台4側とジェット噴射部14側とを隔てるようにカバ
ー88が設けられている。カバー88は、リンク24,アーム2
8,上記2本のホース82,84及びユニバーサルジョイント6
2が貫通するように設けられており、これにより液体ジ
ェットの飛散による移動台4側に設けた機器の汚染を防
止することができる。A cover 88 is provided so as to separate the movable table 4 side and the jet injection unit 14 side. Cover 88 is link 24, arm 2
8, above two hoses 82, 84 and universal joint 6
2 is provided so as to penetrate therethrough, so that it is possible to prevent the equipment provided on the movable table 4 side from being contaminated due to the scattering of the liquid jet.
次にこの装置の作動を説明する。まず、図示しないロボ
ットアームによってフレーム2を位置決めし、固定させ
る。移動台4は第2及び3図において図示位置よりも左
方に後退させ、ノズル18を掘削面86に対面させておく。
この状態でジェットの噴出を開始させる。すなわち、高
圧水用ホース82及び研磨材用ホース84を通してヘッド16
にそれぞれ高圧水及び研磨材を供給し、混合室80内で両
者を混合し、研磨材を含んだジェットをノズル18から噴
出させる。ノズル18から噴出したジェットは高圧水及び
研磨材の運動エネルギーによってコンクリート、岩など
を切削する。同時に回転駆動装置66を駆動して回転継ぎ
手64を回転させる。これによりユニバーサルジョイント
62が回転して偏心カム60を回転させる。これによりヘッ
ド16は、フォーク56の軸部56aの軸心及びピン58の軸心
を支点として第3図において+αから−αで示す角度範
囲を円運動状の繰り返し運動が行われ、深さHの円形穴
状の掘削が行われる。一方、駆動装置36のモータ46を駆
動して減速機52を介してギヤ44を回転させる。これによ
りギヤ42,ナット40が回転され、ねじ軸38が軸方向に移
動する。リンク24はピン32を支点として第2図において
左右方向に揺動し、これに伴ってレバー20はピン26を支
点として+βから−βで示す範囲において紙面と平行な
平面内を揺動することになる。すなわち、ノズル18は、
第5図に示すように円運動状の繰り返し運動をしながら
横方向に揺動して掘削を行うことになる。Next, the operation of this device will be described. First, the frame 2 is positioned and fixed by a robot arm (not shown). The movable table 4 is retracted to the left of the position shown in FIGS. 2 and 3 so that the nozzle 18 faces the excavation surface 86.
In this state, jet ejection is started. That is, the head 16 is passed through the high-pressure water hose 82 and the abrasive hose 84.
High-pressure water and an abrasive are respectively supplied to the above, and both are mixed in a mixing chamber 80, and a jet containing the abrasive is ejected from a nozzle 18. The jet ejected from the nozzle 18 cuts concrete, rock, etc. by high-pressure water and the kinetic energy of the abrasive. At the same time, the rotary drive device 66 is driven to rotate the rotary joint 64. This makes the universal joint
62 rotates to rotate eccentric cam 60. As a result, the head 16 is repeatedly moved in a circular motion in the angular range shown by + α to −α in FIG. 3 with the shaft center of the shaft portion 56a of the fork 56 and the shaft center of the pin 58 as a fulcrum, and the depth H is reached. A circular hole-shaped excavation is performed. On the other hand, the motor 46 of the drive device 36 is driven to rotate the gear 44 via the speed reducer 52. As a result, the gear 42 and the nut 40 are rotated, and the screw shaft 38 moves in the axial direction. The link 24 swings in the left-right direction in FIG. 2 around the pin 32 as a fulcrum, and accordingly, the lever 20 swings around the pin 26 in a plane parallel to the paper in the range shown from + β to −β. become. That is, the nozzle 18
As shown in FIG. 5, excavation is performed by swinging in the lateral direction while repeatedly performing circular motion.
次に、この装置を用いた本発明の方法を説明する。一定
速度で回転する繰り返し運動装置12の駆動軸によってエ
ンコーダ78が、一定の時間間隔ごとに信号を発生し、こ
の検出信号は制御装置に入力され、あらかじめ設定した
許容時間間隔と比較されている。この検出信号が許容値
から外れた場合に制御装置は、回転速度の異常を判断
し、まず、その場からノズル18を後退させる信号をモー
タ6に送る。次に制御装置はノズル18を、異常が発生す
る以前の座標に移動させ、異常部の再掘削を行う。この
異常部は一般的には、ほかの部分よりも硬度の高い鉄筋
及び石などの異物があるために生じ、ある大きさを持っ
ているので、通常の掘削速度よりも低い速度で、あらか
じめ異常部の大きさを想定して設定した面積範囲を掘削
するようにする。異常部の掘削が完了するまで、再掘削
を繰り返し、再掘削を終了したら、再び通常の掘削を再
開させる。Next, the method of the present invention using this apparatus will be described. The drive shaft of the repetitive motion device 12 rotating at a constant speed causes the encoder 78 to generate a signal at regular time intervals, which detection signal is input to the control device and compared with a preset permissible time interval. When this detection signal deviates from the permissible value, the control device judges that the rotation speed is abnormal, and first sends a signal for retracting the nozzle 18 from the spot to the motor 6. Next, the control device moves the nozzle 18 to the coordinates before the abnormality occurs, and re-excavates the abnormal portion. This abnormal part is generally caused by foreign matter such as reinforcing bars and stones that are harder than other parts, and has a certain size. Excavate within the area range set assuming the size of the section. The re-drilling is repeated until the excavation of the abnormal portion is completed, and when the re-drilling is completed, the normal excavation is restarted.
以上の動作を第1図に基づいて説明する。いま、ノズル
18の先端はN1にあり、これに伴ってピン26の回転中心は
P1にあって、−βから+β方向に揺動の途中であり、深
さHのみぞを掘削中に、N1において掘削の異常を検出し
たとする。制御装置73からの指令によってモータ6が回
転し、ノズル18の先端は点N1から点N2へ後退する。この
後退距離Lは掘削深さHの1.5〜2.0倍が望ましい。制御
装置73は揺動装置10のモータ45を駆動してノズル18を異
常発生前の座標で、かつノズル18の先端が点N1に向いた
点N3に戻す。点N3を中心に角度+αから−αの間で繰り
返し運動をさせて再掘削を行う。すなわち、ノズル18の
先端を点N4から点N5の角度範囲で紙面を横切る円運動を
させて再掘削を行う。再掘削が終了したら、上記と逆の
動作でノズル18の先端を点N3から点N2を通り、点N1へ戻
し、通常の掘削作業を再開する。The above operation will be described with reference to FIG. Now the nozzle
The tip of 18 is at N1, and the center of rotation of pin 26 is
It is assumed that an abnormality of excavation is detected at N1 during excavation of the groove of depth H, which is in the middle of rocking from -β to + β in P1. The motor 6 is rotated by a command from the control device 73, and the tip of the nozzle 18 retracts from the point N1 to the point N2. The retreat distance L is preferably 1.5 to 2.0 times the excavation depth H. The control device 73 drives the motor 45 of the rocking device 10 to return the nozzle 18 to the point N3 at the coordinates before the abnormality occurred and the tip of the nozzle 18 faces the point N1. Re-excavation is performed by repeatedly moving around the point N3 between the angles + α and −α. That is, re-excavation is performed by causing the tip of the nozzle 18 to make a circular motion across the paper surface in the angle range from the point N4 to the point N5. When the re-drilling is completed, the tip of the nozzle 18 passes from the point N3 to the point N2 and returns to the point N1 by the operation reverse to the above, and the normal excavation work is restarted.
第4図に本発明の第2実施例を示す。駆動装置66は、モ
ータ66と、減速機72と、両部材間に設けられるトルクリ
ミッタ74と、により構成されている。減速機72の出力軸
には、2個のセンサカム77が180度ずらせた回転角度位
置に取り付けられており、移動台4には、センサカム77
の通過を感知する2個の近接センサ79が取り付けられて
いる。すなわち、この第2実施例では、第2図に示す第
1実施例のロータリエンコーダ78に代えて、センサカム
77及び異常検出センサとして近接センサ79が用いられて
いる。FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention. The drive device 66 includes a motor 66, a speed reducer 72, and a torque limiter 74 provided between both members. Two sensor cams 77 are attached to the output shaft of the speed reducer 72 at rotational angle positions offset by 180 degrees.
Two proximity sensors 79 are attached to detect the passage of the. That is, in this second embodiment, a sensor cam is used instead of the rotary encoder 78 of the first embodiment shown in FIG.
77 and a proximity sensor 79 is used as an abnormality detection sensor.
次にこの第2実施例の動作を説明する。掘削中に、硬度
の高い異物によって繰り返し運動装置12の動作が妨害さ
れると、トルクリミッタ74は、減速機72に伝達するモー
タ76の駆動トルクを制限し、繰り返し運動装置12及びノ
ズル18を破損から保護する。近接センサ79は、減速機72
の半回転ごとの所要秒時を計測して制御装置73に出力し
ている。制御装置73は、あらかじめ設定された秒時と計
測秒時とを比較してチェックしており、設定された秒時
以上に長い時間を検出すると、再掘削動作を指令する。Next, the operation of the second embodiment will be described. When the operation of the repetitive motion device 12 is interrupted by a foreign material having high hardness during excavation, the torque limiter 74 limits the drive torque of the motor 76 transmitted to the speed reducer 72, and damages the repetitive motion device 12 and the nozzle 18. Protect from. The proximity sensor 79 is a speed reducer 72.
The required time for each half rotation is measured and output to the control device 73. The control device 73 checks by comparing the preset second and the measured second, and when it detects a time longer than the preset second, it commands the re-digging operation.
なお、モータ76の電流を検出する電流計を設けて、電流
値の異常によりモータ78の回転の異常を検出するように
してもよい。更に、このような掘削の異常を検出する異
常検出センサを揺動装置10のモータ54に設けるようにし
てもよい。It should be noted that an ammeter for detecting the current of the motor 76 may be provided to detect the abnormal rotation of the motor 78 due to the abnormal current value. Further, the motor 54 of the rocking device 10 may be provided with an abnormality detection sensor for detecting such an abnormality in excavation.
(ト)発明の効果 以上説明してきたように、本発明によると、掘削残部が
発生するような異常が生じても、手作業により掘削残部
を除去するようなことなく、確実に掘削残部を検出し
て、これを取り除くまで自動的に再掘削が繰り返され、
再掘削が終われば、引き続いて通常の掘削作業を再開す
ることができる。(G) Effect of the Invention As described above, according to the present invention, even if an abnormality such as an excavation residual portion occurs, the excavation residual portion is reliably detected without manually removing the excavation residual portion. Then, re-drilling is automatically repeated until it is removed,
When the re-drilling is completed, the normal excavation work can be resumed.
第1図は本発明方法による掘削異常発生時のノズルの動
作を説明する図、第2図は本発明が適用される第1実施
例の液体ジェットを用いたみぞ掘削装置の正面図、第3
図は第2図のIII−III断面線に沿った断面図、第4図は
第2実施例の液体ジェットを用いたみぞ掘削装置の正面
図、第5図はノズル18の軌跡を説明する図、第6図は従
来の液体ジェットを用いたみぞ掘削装置による掘削状況
を説明する図、第7図はみぞ掘削中に発生する掘削残部
を有する図である。 6……モータ(前後進装置)、10……揺動装置(ノズル
駆動装置)、12……繰り返し運動装置(ノズル駆動装
置)、18……ノズル、73……制御装置、78……ロータリ
エンコーダ(異常検出センサ)、79……近接センサ(異
常検出センサ)。FIG. 1 is a diagram for explaining the operation of the nozzle when an excavation abnormality occurs according to the method of the present invention, and FIG. 2 is a front view of a groove excavating device using the liquid jet of the first embodiment to which the present invention is applied.
FIG. 4 is a sectional view taken along the line III-III in FIG. 2, FIG. 4 is a front view of a groove excavating device using the liquid jet of the second embodiment, and FIG. FIG. 6 is a diagram for explaining the excavation condition by a conventional groove excavation device using a liquid jet, and FIG. 7 is a diagram having an excavation residual portion generated during the trench excavation. 6 ... Motor (forward / backward movement device), 10 ... Oscillation device (nozzle drive device), 12 ... Repetitive movement device (nozzle drive device), 18 ... Nozzle, 73 ... Control device, 78 ... Rotary encoder (Abnormality detection sensor), 79 ... Proximity sensor (Abnormality detection sensor).
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 忍谷 孝治 広島県広島市安芸区船越南1丁目6番1号 株式会社日本製鋼所内 (72)発明者 宮原 洋 広島県広島市安芸区船越南1丁目6番1号 株式会社日本製鋼所内 (72)発明者 宮永 佳晴 東京都中央区銀座6丁目15番1号 電源開 発株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Koji Oshinoya, 1-6-1, Funakoshi Minami, Aki-ku, Hiroshima-shi, Hiroshima Prefecture Japan Steel Works, Ltd. (72) Hiroshi Miyahara 1 Funakoshi-minami, Aki-ku, Hiroshima-shi, Hiroshima Chome 6-1 Japan Steel Works, Ltd. (72) Inventor Yoshiharu Miyanaga 6-15-1 Ginza, Chuo-ku, Tokyo Power source development Co., Ltd.
Claims (4)
を用いたみぞ掘削方法において、液体ジェットを噴射す
るノズルの掘進方向の軸線と直交する方向への動作速度
が低下したこと又は、動作が停止したことを検出して掘
削の異常を判断し、ノズルを後退させ、異常が発生する
以前の座標にノズルを戻し、異常個所の再掘削を行った
後、通常の掘削動作を再開することを特徴とする液体ジ
ェットを用いたみぞ掘削方法。1. A method of excavating a groove using a liquid jet for forming a deep groove in an excavation part, wherein the operation speed of a nozzle for injecting the liquid jet in a direction orthogonal to the axis of the excavation direction is lowered or the operation is After detecting the stop, judge the excavation abnormality, retract the nozzle, return the nozzle to the coordinates before the abnormality occurred, re-excavate the abnormal part, and restart the normal excavation operation. A trench excavation method using a characteristic liquid jet.
を用いたみぞ掘削方法において、あらかじめ液体ジェッ
トを噴射するノズルの1掘削行程中の掘進方向の軸線と
直交する方向への座標ごとの設定移動速度を記憶してお
き、掘削中のノズルの座標ごとの実際の移動速度を上記
設定移動速度と比較し、両速度間にあらかじめ設定した
値以上の速度差があった場合に掘削の異常を判断し、ノ
ズルを後退させ、異常が発生する以前の座標にノズルを
戻し、異常個所の再掘削を行った後、通常の掘削動作を
再開することを特徴とする液体ジェットを用いたみぞ掘
削方法。2. A groove excavation method using a liquid jet for forming a deep groove in an excavation portion, wherein setting is made for each coordinate in a direction orthogonal to an axis line of the excavation direction in one excavation stroke of a nozzle for jetting the liquid jet in advance. The moving speed is stored in memory, the actual moving speed for each coordinate of the nozzle during excavation is compared with the set moving speed above, and if there is a speed difference between the two speeds that is greater than or equal to the preset value, the excavation error is detected. Judging, retracting the nozzle, returning the nozzle to the coordinates before the abnormality occurred, re-digging the abnormal point, and then restarting the normal drilling operation. .
座標に対して設定した速度よりも低い速度で、かつ、あ
らかじめ再掘削用に設定した面積範囲にわたって行うこ
とを特徴とする請求項1又は2記載の液体ジェットを用
いたみぞ掘削方法。3. Re-excavation of an abnormal portion is performed at a speed lower than a speed preset for corresponding coordinates and over an area range preset for re-excavation. A groove excavation method using the liquid jet according to 2.
なフレーム(2)と、フレーム(2)上を前後進装置
(6)によって移動可能な移動台(4)と、移動台
(4)に搭載され先端部のレバー(20)を一平面内で揺
動させることが可能な揺動装置(10)と、移動台(4)
に搭載され先端部のノズル取り付け部材(16)を上記一
平面に直交する運動成分を含む繰り返し運動をさせるこ
とが可能な繰り返し運動装置(12)と、ノズル取り付け
部材(16)に取り付けられ液体ジェットを噴射可能なノ
ズル(18)と、揺動装置(10)及び繰り返し運動装置
(12)の両方又はいずれか一方の原動機(46及び/又は
66)部に取り付けられた異常検出センサ(78又は79)
と、異常検出センサ(78又は79)からの信号を入力とし
て動作の異常を判断し、ノズル(18)の異常発生以前の
座標への移動・再掘削・異常発生点の座標への復帰・通
常掘削の再開を指令する制御装置(73)と、を有してお
り、ノズル取り付け部材(16)は、レバー(20)に繰り
返し運動可能に支持されている液体ジェットを用いたみ
ぞ掘削装置。4. A frame (2) which can be moved and fixed to a predetermined position, a movable table (4) movable on the frame (2) by a forward and backward movement device (6), and a movable table (4). ), A swinging device (10) capable of swinging the lever (20) at the tip end in one plane, and a moving table (4).
And a liquid jet mounted on the nozzle mounting member (16) and a repetitive motion device (12) mounted on the nozzle and capable of repetitively moving the nozzle mounting member (16) at the tip end including a motion component orthogonal to the one plane. A nozzle (18) capable of injecting air, and a prime mover (46 and / or) of the rocking device (10) and / or the repetitive motion device (12).
Anomaly detection sensor (78 or 79) attached to section 66)
And the signal from the abnormality detection sensor (78 or 79) as input to judge the abnormality of the operation and move the nozzle (18) to the coordinates before the abnormality occurred, re-excavate, return to the coordinates of the abnormality occurrence point, normal And a control device (73) for instructing resumption of excavation, and a nozzle mounting member (16) is a groove excavation device using a liquid jet supported by a lever (20) so as to be repeatedly movable.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3876990A JPH0733753B2 (en) | 1990-02-20 | 1990-02-20 | Grooving method and device using liquid jet |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3876990A JPH0733753B2 (en) | 1990-02-20 | 1990-02-20 | Grooving method and device using liquid jet |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03244787A JPH03244787A (en) | 1991-10-31 |
| JPH0733753B2 true JPH0733753B2 (en) | 1995-04-12 |
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ID=12534501
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3876990A Expired - Fee Related JPH0733753B2 (en) | 1990-02-20 | 1990-02-20 | Grooving method and device using liquid jet |
Country Status (1)
| Country | Link |
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- 1990-02-20 JP JP3876990A patent/JPH0733753B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03244787A (en) | 1991-10-31 |
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