噴丸加工裝置及噴丸加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實(shí)施方式涉及噴丸加工裝置及噴丸加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，在對(duì)作為飛機(jī)等的部件的材料而使用的玻璃纖維增強(qiáng)塑料(GFRP:Glassfiber reinforced plastics)及碳纖維增強(qiáng)塑料(CFRP:Carbon Fiber ReinforcedPlastics)等的復(fù)合材料進(jìn)行涂裝或粘接的情況下，作為前處理而進(jìn)行復(fù)合材料表面的噴丸加工。
[0003]特別地，飛機(jī)用的外板(面板)等的部件的尺寸的規(guī)格以米為單位，非常大。因此，如果利用具有多關(guān)節(jié)搖臂的現(xiàn)有的噴丸加工裝置進(jìn)行噴丸加工，則需要準(zhǔn)備極長的大規(guī)模的搖臂。
[0004]因此，提出了下述的噴丸加工裝置，該噴丸加工裝置利用滑動(dòng)機(jī)構(gòu)使噴嘴和工件之間的相對(duì)位置移動(dòng)，以能夠?qū)⒊叽巛^大的工件或形狀復(fù)雜的工件作為對(duì)象而靈活地進(jìn)行噴丸加工，其中，所述噴嘴用于噴射噴丸加工的介質(zhì)(例如參照專利文獻(xiàn)1)。
[0005]另外，還有如下述的報(bào)告，S卩，在以復(fù)合材料為對(duì)象的噴丸加工的情況下，特別優(yōu)選將平均粒徑大于或等于10 μ m而小于或等于100 μ m的微粒子作為介質(zhì)使用(例如參照專利文獻(xiàn)2)。
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開2013 — 215826號(hào)公報(bào)
[0007]專利文獻(xiàn)2:日本特開2007 - 244980號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于，提供能夠更高效地進(jìn)行噴丸加工的噴丸加工裝置及噴丸加工方法。
[0009]本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的噴丸加工裝置具有噴射部及循環(huán)系統(tǒng)。噴射部向由復(fù)合材料構(gòu)成的工件噴射介質(zhì)，該介質(zhì)相對(duì)于從所述復(fù)合材料脫落的樹脂粉塵具有大于或等于閾值、或者大于閾值的重量差。循環(huán)系統(tǒng)對(duì)噴射后的所述介質(zhì)進(jìn)行回收，向所述噴射部供給。在所述循環(huán)系統(tǒng)中設(shè)置有雜質(zhì)分離部，該雜質(zhì)分離部對(duì)回收的所述介質(zhì)中包含的雜質(zhì)及粒度變小的介質(zhì)中的至少一方進(jìn)行去除。
[0010]另外，本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的噴丸加工方法通過利用所述噴丸加工裝置向由復(fù)合材料構(gòu)成的工件噴射介質(zhì)，從而制造被噴丸加工品。
[0011]另外，本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的噴丸加工方法具有下述步驟，即:通過向由復(fù)合材料構(gòu)成的工件噴射介質(zhì)，從而制造被噴丸加工品，該介質(zhì)相對(duì)于從所述復(fù)合材料脫落的樹脂粉塵具有大于或等于閾值、或者大于閾值的重量差；對(duì)噴射后的所述介質(zhì)進(jìn)行回收；對(duì)回收的所述介質(zhì)中包含的雜質(zhì)及粒度變小的介質(zhì)中的至少一方進(jìn)行去除；以及將對(duì)所述雜質(zhì)及所述粒度變小的介質(zhì)中的至少一方進(jìn)行去除后的所述介質(zhì)保存而用于下次的噴丸加工。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的噴丸加工裝置的主視圖。
[0013]圖2是圖1中示出的噴丸加工裝置的加工區(qū)域處的俯視圖。
[0014]圖3是表示圖1中示出的雜質(zhì)分離部的詳細(xì)結(jié)構(gòu)例的圖。
[0015]圖4是表示通過圖1中示出的噴丸加工裝置而進(jìn)行的噴丸加工的流程的一個(gè)例子的流程圖。
[0016]標(biāo)號(hào)的說明
[0017]1 噴丸加工裝置
[0018]2 噴丸噴射部
[0019]3 第 1 罐
[0020]4 移動(dòng)機(jī)構(gòu)
[0021]5 第2罐
[0022]6 循環(huán)系統(tǒng)
[0023]7 噴嘴
[0024]8 噴嘴擺動(dòng)部
[0025]9 第1軟管
[0026]10空氣供給系統(tǒng)
[0027]11空氣供給軟管
[0028]12過濾器
[0029]13第2軟管
[0030]13A裝卸機(jī)構(gòu)
[0031]14工作臺(tái)
[0032]15保持部
[0033]16驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)
[0034]17 管
[0035]18回收軟管
[0036]19送風(fēng)機(jī)
[0037]20振動(dòng)裝置
[0038]21傳送帶輸送機(jī)
[0039]22雜質(zhì)分離部
[0040]23旋風(fēng)分離器
[0041]24振動(dòng)篩機(jī)
[0042]Μ 介質(zhì)
[0043]W 工件
【具體實(shí)施方式】
[0044]參照附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的噴丸加工裝置及噴丸加工方法進(jìn)行說明。
[0045](結(jié)構(gòu)及功能)
[0046]圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的噴丸加工裝置的主視圖，圖2是圖1中示出的噴丸加工裝置的加工區(qū)域處的俯視圖。
[0047]噴丸加工裝置1是進(jìn)行噴丸加工的裝置，該噴丸加工以由CFRP或GFRP等的復(fù)合材料構(gòu)成的工件W的涂裝或粘接前的表面的活性化為目的。在復(fù)合材料的噴丸加工中，通過使顆粒的介質(zhì)(投射材料)Μ碰撞工件W，使表面粗糙化，從而實(shí)現(xiàn)涂料或粘接劑的粘附性提高。作為噴丸加工用的介質(zhì)Μ，代表性的是陶瓷等的硬質(zhì)粒子。更具體地說，能夠?qū)⒀趸X、硅石、碳化硅、氧化鋯粒子等的陶瓷粒子作為噴丸加工用的介質(zhì)Μ使用。
[0048]噴丸加工裝置1具有:噴丸噴射部2 ;第1罐3 ;移動(dòng)機(jī)構(gòu)4 ;第2罐5 ;以及循環(huán)系統(tǒng)6。
[0049]噴丸噴射部2具有:噴嘴7，其朝向工件W噴射介質(zhì)Μ ;以及噴嘴擺動(dòng)部8，其使噴嘴7如雨刷那樣沿圓弧狀的軌跡擺動(dòng)。在圖示的例子中，2個(gè)噴嘴7設(shè)置在噴丸噴射部2上。另外，用于使2個(gè)噴嘴7擺動(dòng)的連桿機(jī)構(gòu)作為噴嘴擺動(dòng)部8而設(shè)置。但是，也可以省略噴嘴擺動(dòng)部8。
[0050]第1罐3是用于向各噴嘴7供給介質(zhì)Μ的儲(chǔ)存罐。第1罐3和各噴嘴7之間利用長度固定的第1軟管9連結(jié)是適當(dāng)?shù)?。各噴?除了第1罐3以外，還通過空氣供給軟管11與生成并供給壓縮空氣的空氣供給系統(tǒng)10連結(jié)。典型的是空氣供給軟管11與第1軟管9連接。因此，能夠通過從空氣供給系統(tǒng)10經(jīng)由空氣供給軟管11而供給的壓縮空氣，從各噴嘴7噴射介質(zhì)Μ。此外，優(yōu)選在第1罐3內(nèi)設(shè)置過濾器12，以使得介質(zhì)Μ不向第1罐3外部釋放。
[0051]另一方面，第2罐5是用于向第1罐3供給介質(zhì)Μ的儲(chǔ)存罐。第1罐3和第2罐5之間優(yōu)選利用具有連接器等的裝卸機(jī)構(gòu)13Α的第2軟管13連結(jié)。其原因在于，如果第1罐3和第2罐5之間利用具有拆裝機(jī)構(gòu)13Α的第2軟管13連結(jié)，則在除了從第2罐5向第1罐3供給介質(zhì)Μ時(shí)以外，能夠卸下第2軟管13，以防止干涉。
[0052]移動(dòng)機(jī)構(gòu)4具有使各噴嘴7及第1罐3移動(dòng)的功能。另外，也可以通過移動(dòng)機(jī)構(gòu)4將用于設(shè)置工件W的工作臺(tái)14移動(dòng)。但是，第2罐5不隨著移動(dòng)機(jī)構(gòu)4移動(dòng)。在圖示的例子中，移動(dòng)機(jī)構(gòu)4具有:保持部15，其對(duì)噴丸噴射部2及第1罐3進(jìn)行固定；以及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)16，其使保持部15在X軸、Υ軸及Ζ軸這3個(gè)軸向上移動(dòng)。S卩，移動(dòng)機(jī)構(gòu)4是下述的吊籃式的移動(dòng)機(jī)構(gòu)4，即，使噴丸噴射部2及第1罐3固定于保持部15上，利用驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)16使噴丸噴射部2及第1罐3在水平方向及鉛垂方向上移動(dòng)。
[0053]但是，只要是能夠使噴丸噴射部2及第1罐3在一個(gè)或多個(gè)所期望的軸向上移動(dòng)的構(gòu)造即可，移動(dòng)機(jī)構(gòu)4的構(gòu)造是任意的。因此，移動(dòng)機(jī)構(gòu)4能夠利用連桿機(jī)構(gòu)、滑動(dòng)機(jī)構(gòu)、多關(guān)節(jié)搖臂等各種結(jié)構(gòu)要素而構(gòu)成。作為實(shí)用的例子，能夠設(shè)置為使各噴嘴7相對(duì)于工件W在所期望的方向上能夠俯仰。
[0054]另外，優(yōu)選從移動(dòng)機(jī)構(gòu)4的規(guī)模的簡化的角度出發(fā)，使第1罐3的容量比第2罐5的容量小。即，如果設(shè)置為在第2罐5中儲(chǔ)存充分的量的介質(zhì)M，將噴丸加工所需的量的介質(zhì)隨時(shí)向第1罐3供給，則能夠使第1罐3的尺寸小型化。其結(jié)果是，能夠降低對(duì)保持部15及移動(dòng)機(jī)構(gòu)4所要求的剛性。
[0055]循環(huán)系統(tǒng)6是對(duì)噴射后的介質(zhì)Μ進(jìn)行回收并向第2罐5及噴丸噴射部2供給的系統(tǒng)。循環(huán)系統(tǒng)6例如能夠由下述部件構(gòu)成，即:管17，其對(duì)下落的介質(zhì)Μ進(jìn)行回收；回收軟管18，其使從管17的出口排出的介質(zhì)Μ移動(dòng)至第2罐5為止；以及送風(fēng)機(jī)19，其在回收軟管18內(nèi)形成用于使介質(zhì)Μ移動(dòng)的空氣的流動(dòng)。另外，也可以在管17中設(shè)置用于使介質(zhì)Μ振落的振動(dòng)機(jī)構(gòu)20。此外，在循環(huán)系統(tǒng)6中還能夠使用如圖示所示地對(duì)介質(zhì)Μ進(jìn)行輸送的傳送帶輸送機(jī)21等的所期望的裝置。此外，送風(fēng)機(jī)19不限于設(shè)置在循環(huán)系統(tǒng)6中，能夠根據(jù)需要而設(shè)置在介質(zhì)Μ的路徑上的任意位置。
[0056]在對(duì)噴射后的介質(zhì)Μ進(jìn)行再利用的情況下，特別地，使用表示粒度范圍(平均粒徑的范圍)的編號(hào)為100號(hào)(#100)的氧化鋁有助于介質(zhì)Μ的回收率的提高。#100的氧化鋁的粒度范圍是從106 μπι至150 μπι的氧化招的粒子。
[0057]與當(dāng)前認(rèn)為是作為復(fù)合材料的噴丸加工用的介質(zhì)而適合的粒度范圍從53μπι至90 μπι的#180的氧化鋁相比，#100的氧化鋁的平均粒徑較大。因此，如果使用#100的氧化鋁，則與使用#180的氧化鋁的情況相比，能夠良好地防止帶有濕氣的陶瓷粒子彼此固化，在介質(zhì)的路徑上產(chǎn)生堵塞的情況。
[0058]例如，能夠防止在第1罐3內(nèi)設(shè)置的過濾器12處的介質(zhì)Μ的堵塞。此外，還能夠防止在各部位設(shè)置的過濾器處的介質(zhì)Μ的堵塞。其結(jié)果，能夠使包含第1罐3、第1軟管9、第2罐5及第2軟管13在內(nèi)的介質(zhì)Μ的路徑上的結(jié)構(gòu)要素的構(gòu)造簡化。另外，還能夠減少介質(zhì)Μ的路徑上的過濾器的更換次數(shù)及各結(jié)構(gòu)要素的清掃次數(shù)。由此，介質(zhì)Μ的路徑上的結(jié)構(gòu)要素的維護(hù)也變得容易。
[0059]而且，#100的氧化鋁的重量大于#180的氧化鋁的重量。因此，#100的氧化鋁向管17外部的飛散量比#180的氧化鋁向管17外部的飛散量少。S卩，如果將#100的氧化鋁作為介質(zhì)Μ使用，則與使用#180的氧化鋁的情況相比，能夠增加噴射后朝向管17下落的介質(zhì)Μ的量。其結(jié)果，能夠使介質(zhì)Μ的回收率提高。
[0060]另外，可以認(rèn)為，不限于氧化鋁，只要是粒度范圍從106 μπι至150 μπι的陶瓷粒子，則能夠防止介質(zhì)Μ的路徑上的堵塞。而且，可以認(rèn)為，只要是粒度范圍從106 μπι至150 μπι的陶瓷粒子，則能夠得到用于朝向管17下落的充分的重量。因此，優(yōu)選將粒度范圍從106 μπι至150 μπι的氧化鋁或除了氧化鋁以外的陶瓷粒子作為介質(zhì)Μ使用。
[0061]在循環(huán)系統(tǒng)6中還能夠設(shè)置雜質(zhì)分離部22，該雜質(zhì)分離部22將回收得到的介質(zhì)Μ中包含的雜質(zhì)及粒度變小的介質(zhì)Μ中的至少某一種去除。雜質(zhì)分離部22能夠由旋風(fēng)分離器(顆粒分離器)23及振動(dòng)篩機(jī)24中的至少一方構(gòu)成。但是，從確保來自介質(zhì)Μ的良好的雜質(zhì)分離能力的角度出發(fā)，優(yōu)選雜質(zhì)分離部22由旋風(fēng)分離器23及振動(dòng)篩機(jī)24這兩者構(gòu)成。
[0062]圖3是表示圖1中示出的雜質(zhì)分離部22的詳細(xì)結(jié)構(gòu)例的圖。
[0063]如圖3所示，能夠通過在旋風(fēng)分離器23的后段連結(jié)振動(dòng)篩機(jī)24而構(gòu)成雜質(zhì)分離部22。
[0064]旋風(fēng)分離器23是下述的離心分離器，即，使包含介質(zhì)Μ及雜質(zhì)等粉體的空氣向圓筒23Α的內(nèi)部流入，形成空氣的漩渦，通過利用離心力，將空氣中的粉體分離。如果向旋風(fēng)分離器23導(dǎo)入包含介質(zhì)Μ及雜質(zhì)等粉體的空氣，則通過噴丸加工