喷丸加工装置及喷丸加工方法
【技术领域】
[0001]本发明的实施方式涉及喷丸加工装置及喷丸加工方法。
【背景技术】
[0002]当前，在对作为飞机等的部件的材料而使用的玻璃纤维增强塑料(GFRP:Glassfiber reinforced plastics)及碳纤维增强塑料(CFRP:Carbon Fiber ReinforcedPlastics)等的复合材料进行涂装或粘接的情况下，作为前处理而进行复合材料表面的喷丸加工。
[0003]特别地，飞机用的外板(面板)等的部件的尺寸的规格以米为单位，非常大。因此，如果利用具有多关节摇臂的现有的喷丸加工装置进行喷丸加工，则需要准备极长的大规模的摇臂。
[0004]因此，提出了下述的喷丸加工装置，该喷丸加工装置利用滑动机构使喷嘴和工件之间的相对位置移动，以能够将尺寸较大的工件或形状复杂的工件作为对象而灵活地进行喷丸加工，其中，所述喷嘴用于喷射喷丸加工的介质(例如参照专利文献1)。
[0005]另外，还有如下述的报告，S卩，在以复合材料为对象的喷丸加工的情况下，特别优选将平均粒径大于或等于10 μ m而小于或等于100 μ m的微粒子作为介质使用(例如参照专利文献2)。
[0006]专利文献1:日本特开2013 — 215826号公报
[0007]专利文献2:日本特开2007 - 244980号公报
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于，提供能够更高效地进行喷丸加工的喷丸加工装置及喷丸加工方法。
[0009]本发明的实施方式所涉及的喷丸加工装置具有喷射部及循环系统。喷射部向由复合材料构成的工件喷射介质，该介质相对于从所述复合材料脱落的树脂粉尘具有大于或等于阈值、或者大于阈值的重量差。循环系统对喷射后的所述介质进行回收，向所述喷射部供给。在所述循环系统中设置有杂质分离部，该杂质分离部对回收的所述介质中包含的杂质及粒度变小的介质中的至少一方进行去除。
[0010]另外，本发明的实施方式所涉及的喷丸加工方法通过利用所述喷丸加工装置向由复合材料构成的工件喷射介质，从而制造被喷丸加工品。
[0011]另外，本发明的实施方式所涉及的喷丸加工方法具有下述步骤，即:通过向由复合材料构成的工件喷射介质，从而制造被喷丸加工品，该介质相对于从所述复合材料脱落的树脂粉尘具有大于或等于阈值、或者大于阈值的重量差；对喷射后的所述介质进行回收；对回收的所述介质中包含的杂质及粒度变小的介质中的至少一方进行去除；以及将对所述杂质及所述粒度变小的介质中的至少一方进行去除后的所述介质保存而用于下次的喷丸加工。
【附图说明】
[0012]图1是本发明的实施方式所涉及的喷丸加工装置的主视图。
[0013]图2是图1中示出的喷丸加工装置的加工区域处的俯视图。
[0014]图3是表示图1中示出的杂质分离部的详细结构例的图。
[0015]图4是表示通过图1中示出的喷丸加工装置而进行的喷丸加工的流程的一个例子的流程图。
[0016]标号的说明
[0017]1 喷丸加工装置
[0018]2 喷丸喷射部
[0019]3 第 1 罐
[0020]4 移动机构
[0021]5 第2罐
[0022]6 循环系统
[0023]7 喷嘴
[0024]8 喷嘴摆动部
[0025]9 第1软管
[0026]10空气供给系统
[0027]11空气供给软管
[0028]12过滤器
[0029]13第2软管
[0030]13A装卸机构
[0031]14工作台
[0032]15保持部
[0033]16驱动机构
[0034]17 管
[0035]18回收软管
[0036]19送风机
[0037]20振动装置
[0038]21传送带输送机
[0039]22杂质分离部
[0040]23旋风分离器
[0041]24振动筛机
[0042]Μ 介质
[0043]W 工件
【具体实施方式】
[0044]参照附图，对本发明的实施方式所涉及的喷丸加工装置及喷丸加工方法进行说明。
[0045](结构及功能)
[0046]图1是本发明的实施方式所涉及的喷丸加工装置的主视图，图2是图1中示出的喷丸加工装置的加工区域处的俯视图。
[0047]喷丸加工装置1是进行喷丸加工的装置，该喷丸加工以由CFRP或GFRP等的复合材料构成的工件W的涂装或粘接前的表面的活性化为目的。在复合材料的喷丸加工中，通过使颗粒的介质(投射材料)Μ碰撞工件W，使表面粗糙化，从而实现涂料或粘接剂的粘附性提高。作为喷丸加工用的介质Μ，代表性的是陶瓷等的硬质粒子。更具体地说，能够将氧化铝、硅石、碳化硅、氧化锆粒子等的陶瓷粒子作为喷丸加工用的介质Μ使用。
[0048]喷丸加工装置1具有:喷丸喷射部2 ;第1罐3 ;移动机构4 ;第2罐5 ;以及循环系统6。
[0049]喷丸喷射部2具有:喷嘴7，其朝向工件W喷射介质Μ ;以及喷嘴摆动部8，其使喷嘴7如雨刷那样沿圆弧状的轨迹摆动。在图示的例子中，2个喷嘴7设置在喷丸喷射部2上。另外，用于使2个喷嘴7摆动的连杆机构作为喷嘴摆动部8而设置。但是，也可以省略喷嘴摆动部8。
[0050]第1罐3是用于向各喷嘴7供给介质Μ的储存罐。第1罐3和各喷嘴7之间利用长度固定的第1软管9连结是适当的。各喷嘴7除了第1罐3以外，还通过空气供给软管11与生成并供给压缩空气的空气供给系统10连结。典型的是空气供给软管11与第1软管9连接。因此，能够通过从空气供给系统10经由空气供给软管11而供给的压缩空气，从各喷嘴7喷射介质Μ。此外，优选在第1罐3内设置过滤器12，以使得介质Μ不向第1罐3外部释放。
[0051]另一方面，第2罐5是用于向第1罐3供给介质Μ的储存罐。第1罐3和第2罐5之间优选利用具有连接器等的装卸机构13Α的第2软管13连结。其原因在于，如果第1罐3和第2罐5之间利用具有拆装机构13Α的第2软管13连结，则在除了从第2罐5向第1罐3供给介质Μ时以外，能够卸下第2软管13，以防止干涉。
[0052]移动机构4具有使各喷嘴7及第1罐3移动的功能。另外，也可以通过移动机构4将用于设置工件W的工作台14移动。但是，第2罐5不随着移动机构4移动。在图示的例子中，移动机构4具有:保持部15，其对喷丸喷射部2及第1罐3进行固定；以及驱动机构16，其使保持部15在X轴、Υ轴及Ζ轴这3个轴向上移动。S卩，移动机构4是下述的吊篮式的移动机构4，即，使喷丸喷射部2及第1罐3固定于保持部15上，利用驱动机构16使喷丸喷射部2及第1罐3在水平方向及铅垂方向上移动。
[0053]但是，只要是能够使喷丸喷射部2及第1罐3在一个或多个所期望的轴向上移动的构造即可，移动机构4的构造是任意的。因此，移动机构4能够利用连杆机构、滑动机构、多关节摇臂等各种结构要素而构成。作为实用的例子，能够设置为使各喷嘴7相对于工件W在所期望的方向上能够俯仰。
[0054]另外，优选从移动机构4的规模的简化的角度出发，使第1罐3的容量比第2罐5的容量小。即，如果设置为在第2罐5中储存充分的量的介质M，将喷丸加工所需的量的介质随时向第1罐3供给，则能够使第1罐3的尺寸小型化。其结果是，能够降低对保持部15及移动机构4所要求的刚性。
[0055]循环系统6是对喷射后的介质Μ进行回收并向第2罐5及喷丸喷射部2供给的系统。循环系统6例如能够由下述部件构成，即:管17，其对下落的介质Μ进行回收；回收软管18，其使从管17的出口排出的介质Μ移动至第2罐5为止；以及送风机19，其在回收软管18内形成用于使介质Μ移动的空气的流动。另外，也可以在管17中设置用于使介质Μ振落的振动机构20。此外，在循环系统6中还能够使用如图示所示地对介质Μ进行输送的传送带输送机21等的所期望的装置。此外，送风机19不限于设置在循环系统6中，能够根据需要而设置在介质Μ的路径上的任意位置。
[0056]在对喷射后的介质Μ进行再利用的情况下，特别地，使用表示粒度范围(平均粒径的范围)的编号为100号(#100)的氧化铝有助于介质Μ的回收率的提高。#100的氧化铝的粒度范围是从106 μπι至150 μπι的氧化招的粒子。
[0057]与当前认为是作为复合材料的喷丸加工用的介质而适合的粒度范围从53μπι至90 μπι的#180的氧化铝相比，#100的氧化铝的平均粒径较大。因此，如果使用#100的氧化铝，则与使用#180的氧化铝的情况相比，能够良好地防止带有湿气的陶瓷粒子彼此固化，在介质的路径上产生堵塞的情况。
[0058]例如，能够防止在第1罐3内设置的过滤器12处的介质Μ的堵塞。此外，还能够防止在各部位设置的过滤器处的介质Μ的堵塞。其结果，能够使包含第1罐3、第1软管9、第2罐5及第2软管13在内的介质Μ的路径上的结构要素的构造简化。另外，还能够减少介质Μ的路径上的过滤器的更换次数及各结构要素的清扫次数。由此，介质Μ的路径上的结构要素的维护也变得容易。
[0059]而且，#100的氧化铝的重量大于#180的氧化铝的重量。因此，#100的氧化铝向管17外部的飞散量比#180的氧化铝向管17外部的飞散量少。S卩，如果将#100的氧化铝作为介质Μ使用，则与使用#180的氧化铝的情况相比，能够增加喷射后朝向管17下落的介质Μ的量。其结果，能够使介质Μ的回收率提高。
[0060]另外，可以认为，不限于氧化铝，只要是粒度范围从106 μπι至150 μπι的陶瓷粒子，则能够防止介质Μ的路径上的堵塞。而且，可以认为，只要是粒度范围从106 μπι至150 μπι的陶瓷粒子，则能够得到用于朝向管17下落的充分的重量。因此，优选将粒度范围从106 μπι至150 μπι的氧化铝或除了氧化铝以外的陶瓷粒子作为介质Μ使用。
[0061]在循环系统6中还能够设置杂质分离部22，该杂质分离部22将回收得到的介质Μ中包含的杂质及粒度变小的介质Μ中的至少某一种去除。杂质分离部22能够由旋风分离器(颗粒分离器)23及振动筛机24中的至少一方构成。但是，从确保来自介质Μ的良好的杂质分离能力的角度出发，优选杂质分离部22由旋风分离器23及振动筛机24这两者构成。
[0062]图3是表示图1中示出的杂质分离部22的详细结构例的图。
[0063]如图3所示，能够通过在旋风分离器23的后段连结振动筛机24而构成杂质分离部22。
[0064]旋风分离器23是下述的离心分离器，即，使包含介质Μ及杂质等粉体的空气向圆筒23Α的内部流入，形成空气的漩涡，通过利用离心力，将空气中的粉体分离。如果向旋风分离器23导入包含介质Μ及杂质等粉体的空气，则通过喷丸加工