特開 2015-208825 切断加工における切残し判定方法及び切断加工装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-208825(P2015-208825A)

(43)【公開日】2015年11月24日

(54)【発明の名称】切断加工における切残し判定方法及び切断加工装置

(51)【国際特許分類】

   B26F 3/00 20060101AFI20151027BHJP

   G01N 29/04 20060101ALI20151027BHJP

   B24C 3/00 20060101ALI20151027BHJP

   B23K 26/00 20140101ALI20151027BHJP

   B23K 26/38 20140101ALI20151027BHJP

   B23K 26/122 20140101ALI20151027BHJP

【ＦＩ】

   B26F3/00 N

   G01N29/10

   B26F3/00 S

   B24C3/00 A

   B23K26/00 M

   B23K26/38 A

   B23K26/38 B

   B23K26/122

【審査請求】有

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2014-93149(P2014-93149)

(22)【出願日】2014年4月28日

(71)【出願人】

【識別番号】000132161

【氏名又は名称】株式会社スギノマシン

(74)【代理人】

【識別番号】110001807

【氏名又は名称】特許業務法人磯野国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】酒井 英明

(72)【発明者】

【氏名】中田 正宏

(72)【発明者】

【氏名】及川 志郎

(72)【発明者】

【氏名】笹原 学

【テーマコード（参考）】

2G047

3C060

4E168

【Ｆターム（参考）】

2G047AA05

2G047BA03

2G047BB01

2G047BC03

2G047BC07

2G047DB12

2G047EA05

2G047EA10

2G047GF18

2G047GG23

2G047GG28

2G047GJ28

3C060AA20

3C060AB02

3C060CE16

3C060CE20

3C060CE21

3C060CE28

4E168AD07

4E168CA00

4E168FB07

(57)【要約】

【課題】切残し部の有無をさらに正確に判定することができる切断加工における切残し判定方法及び切断加工装置を提供することを目的とする。
【解決手段】切残し判定方法は、被切断物５の切断面５ａに沿って切断部３を移動させながら前記被切断物５を切断加工した際の切残し部５ｃの有無を判定する。この方法は、切断部３の移動方向に対して後方に切断面５ａに沿って移動して切残し部５ｃを検知する切残し部検出手段４を配置し、予め切残し部５ｃで反射する切残し部検出手段４から送信された送信波の反射波の切残し部戻り時間を算出し、予め算出した切残し部戻り時間で反射して戻って来る反射波の信号の有無に基づいて前記切残し部が存在するか否かを判定する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被切断物の切断面に沿って切断部を移動させながら前記被切断物を切断加工した際の切残し部の有無を判定する切残し判定方法であって、
前記切断部の移動方向に対して後方に前記切断面に沿って移動して前記切残し部を検知する切残し部検出手段を配置し、
予め前記切残し部で反射する前記切残し部検出手段から送信された送信波の反射波の切残し部戻り時間を算出し、
前記予め算出した前記切残し部戻り時間で反射して戻って来る前記反射波の信号の有無に基づいて前記切残し部が存在するか否かを判定すること、
を特徴とする切断加工における切残し判定方法。

【請求項2】

被切断物に対してノズルからウォータージェットまたはレーザービームを発射しながら前記ノズルを切断面に沿って移動して前記被切断物を切断するウォータージェット加工またはレーザー加工における切残し部の有無を判定する切残し判定方法であって、
前記ノズルの移動方向に対して後方に前記切断面に沿って移動する超音波センサを配置し、
予め前記切残し部で反射する超音波の切残し部戻り時間を算出し、
前記予め算出した前記切残し部戻り時間で反射して戻って来る超音波の信号の有無に基づいて前記切残し部が存在するか否かを判定すること、
を特徴とする切断加工における切残し判定方法。

【請求項3】

前記ウォータージェットまたはレーザービームが前記被切断物を切断する切断出口に向けて、かつ、前記超音波センサの焦点を前記切断出口に合わせて当該超音波センサを支持していること、
を特徴とする請求項２に記載の切断加工における切残し判定方法。

【請求項4】

前記切残し部が存在すると判定したときは、前記切残し部戻り時間で反射して戻って来た超音波を検知した時間から前記切残し部の位置を特定し、
前記特定した切残し部の位置に前記ノズルを移動して当該切残し部の除去を行うこと、
を特徴とする請求項２または請求項３に記載の切断加工における切残し判定方法。

【請求項5】

前記被切断物が管体から成る場合、前記管体の内側に前記ノズル及び前記超音波センサを配置して、
前記管体の内壁面に前記ノズルから前記ウォータージェットまたはレーザービームを発射して前記管体を切断しながら前記切断面に沿って前記ノズル及び前記超音波センサを移動させ、
前記ウォータージェットまたはレーザービームで切断した切断溝内にある前記切残し部を前記超音波センサで検知すること、
を特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか一項に記載の切断加工における切残し判定方法。

【請求項6】

液中において、前記ノズルから前記ウォータージェットまたはレーザービームを発射して前記被切断物を切断すること、
を特徴とする請求項２乃至請求項５のいずれか一項に記載の切断加工における切残し判定方法。

【請求項7】

被切断物に対して切断部を切断面に沿って移動させながら前記被切断物を切断する切断加工装置であって、
前記切断部の移動方向に対して後方に前記切断面に沿って移動して、前記切断部で前記被切断物を切断した際の切残し部を検知する切残し部検出手段と、
前記切断部及び前記切残し部検出手段を移動させる移動手段と、
前記切残し部検出手段及び前記移動手段を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、予め前記切残し部で反射する前記切残し部検出手段から送信された送信波の反射波の切残し部戻り時間を算出する演算部と、
前記演算部で予め算出した前記切残し部戻り時間を記憶する記憶部と、
前記記憶部で記憶している前記切残し部戻り時間で反射して戻って来る前記反射波の有無に基づいて前記切残し部が存在するか否かを判定する判定部と、
前記判定部で前記切残し部が存在すると判定したときに、前記切残し部戻り時間で反射して戻って来た前記反射波を検知した時間から前記切残し部の位置を特定する特定部と、
前記特定部で特定した切残し部を除去できる位置に前記切断部を移動させて当該切残し部の除去を行わせる除去駆動部と、を備えていること、
を特徴とする切断加工装置。

【請求項8】

被切断物に対してノズルからウォータージェットを発射しながら前記ノズルを切断面に沿って移動して前記被切断物を切断する切断加工装置であって、
前記ノズルの移動方向に対して後方に前記切断面に沿って移動して、前記ノズルから発射したウォータージェットまたはレーザービームで前記被切断物を切断した際の切残し部を検知する超音波センサと、
前記ノズル及び前記超音波センサを移動させる移動手段と、
前記超音波センサ及び前記移動手段を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、予め前記切残し部で反射する超音波の切残し部戻り時間を算出する演算部と、
前記演算部で予め算出した前記切残し部戻り時間を記憶する記憶部と、
前記記憶部で記憶している前記切残し部戻り時間で反射して戻って来る超音波の有無に基づいて前記切残し部が存在するか否かを判定する判定部と、
前記判定部で前記切残し部が存在すると判定したときに、前記切残し部戻り時間で反射して戻って来た超音波を検知した時間から前記切残し部の位置を特定する特定部と、
前記特定部で特定した切残し部を除去できる位置に前記ノズルを移動させて当該切残し部の除去を行わせる除去駆動部と、を備えていること、
を特徴とする切断加工装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ウォータージェット切断、レーザービーム切断、プラズマ切断、ＥＤＭ（放電加工）による切断等の非接触切断工法や、ディスクソー、レジノイド砥石等による機械的切断等によってワーク（被切断物）を切断加工した際の切残し部の有無を判定する切断加工における切残し判定方法及び切断加工装置に関する。

【背景技術】

【0002】

板材、鋼管等のワークにノズルからウォータージェットを噴射して切断するウォータージェット加工としては、種々の装置が知られている。例えば、研磨剤（アブレシブ）が混入された高圧水を噴射して切断するアブレシブウォータージェット加工（例えば、特許文献１参照）やウォータージェットにレーザービームを導入して切断するウォータービーム加工等がある。

【0003】

ワークを切断加工する場合は、人が直接目で視認できないような場所にあるワークの被切断部位、あるいは、水中等にある被切断部位であっても、遠隔操作によって切断作業を行うことが可能である。特に、アブレシブウォータージェット加工による切断は、切断能力が高いため原子力施設、プラント等でも使用されている。原子炉本体の解体では、水中で切断が行われるアブレシブウォータージェット加工が予定され、二重配管等の解体方法が検討されている。

【0004】

しかし、水中における構造物の切断において、アブレシブウォータージェット加工による切断では、切断時に切断粉や混入したアブレシブ等によって水に濁りが発生するので、その濁りでワークの被切断部位が遮られるため、水中での切断監視を水中カメラ等で行うことが困難であった。
この対策としては、音（水中切断音）、振動（ワークの振動レベルの周波数特性）の変化モニタリングする切断監視システムの開発が行われた（例えば、特許文献２参照）。
その結果、水中音レベルの周波数特性の変化、ワークが受ける振動レベルの周波数特性の変化を観察することにより、切断工程の移行や、二重配管の切断良否状態を把握できる可能性があることが分かった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平８−１８７６６４号公報

【特許文献2】特許第５１８７９４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、特許文献２に記載された切断監視システムでは、特に、残存する未切断部分（以下「切残し部」という）が小さな場合、切残し部を検知することができず、切残し部の有無を正確に判定することができないという問題点があった。

【0007】

例えば、二重配管の切断で切残し部がある場合は、内側の切断鋼管を引き抜くことが不可能となる。このような場合は、再度切断する作業を行って、切残し部を除去しなければならない。その際には、最初の切断ラインに位置合わせをしてから切断を行うことは極めて困難となるため、新規に切断をやり直さなければならなくなり、大変な労力を費やしてしまうだけでなく、工期が遅れるという問題点があった。

【0008】

本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、切残し部の有無をさらに正確に判定することができる切断加工における切残し判定方法及び切断加工装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

前記課題を解決するために、本発明に係る切断加工における切残し判定方法は、被切断物の切断面に沿って切断部を移動させながら前記被切断物を切断加工した際の切残し部の有無を判定する切残し判定方法であって、前記切断部の移動方向に対して後方に前記切断面に沿って移動して前記切残し部を検知する切残し部検出手段を配置し、予め前記切残し部で反射する前記切残し部検出手段から送信された送信波の反射波の切残し部戻り時間を算出し、前記予め算出した前記切残し部戻り時間で反射して戻って来る前記反射波の信号に基づいて前記切残し部が存在するか否かを判定することを特徴とする。

【0010】

かかる構成によれば、切断加工における切残し判定方法は、切断部の移動方向に対して後方に切断面に沿って移動する切残し部検出手段を配置していることにより、切残し部検出手段が切断加工を行う切断部に所定間隔を介して追随して移動する。この切残し判定方法では、予め切残し部で反射する反射波の切残し部戻り時間を算出し、予め算出した切残し部戻り時間で反射して戻って来る反射波の信号に基づいて切残し部が存在するか否かを判定することにより、切残し部の有無を正確に判定することができる。このため、本発明の切残し判定方法を利用して切断加工を行った場合は、切断加工を行いながら切断した箇所の切残し部の有無を追随して確認することができるので、切断作業後に被切断物の切残し部の有無を検査して再度切断作業を行うことを不要にすることができる。その結果、切断加工の作業の作業効率を向上させて、切断作業時間を短縮させ、工期の遅延を解消することができる。
ここで、「切断部」とは、被切断物を切断加工するアブレシブウォータージェット加工装置の場合はノズルが相当し、レーザー光を発射して切断加工を行うレーザー加工装置の場合もノズルが相当し、プラズマ切断、ＥＤＭ（放電加工）による非接触切断を行う切断加工装置の場合は放電部が相当し、ディスクソー、レジノイド砥石等による機械的切断を行う切断装置の場合は砥石等の切削加工部が相当する。

【0011】

本発明に係る切断加工における切残し判定方法は、被切断物に対してノズルからウォータージェットまたはレーザービームを発射しながら前記ノズルを切断面に沿って移動して前記被切断物を切断するウォータージェット加工またはレーザー加工における切残し部の有無を判定する切残し判定方法であって、前記ノズルの移動方向に対して後方に前記切断面に沿って移動する超音波センサを配置し、予め前記切残し部で反射する超音波の切残し部戻り時間を算出し、前記予め算出した前記切残し部戻り時間で反射して戻って来る超音波の信号の有無に基づいて前記切残し部が存在するか否かを判定することを特徴とする。
ここで、「ウォータージェット」とは、高圧水のみから成るいわゆる「ウォータージェット」と、高圧水に研磨材を混入した「アブレッシブウォータージェット」と、ノズルから噴射された高圧水の液体噴流内にレーザービームを導入させて被切断物を切断加工するのに使用される「ウォータージェット」と、を含めたものをいう。
また、レーザービームにおける「ノズル」とは、レーザービームとアシストガスを発射するノズル、及び、レーザービームのみを発射する発振器を含めていう。

【0012】

かかる構成によれば、切断加工における切残し判定方法は、ノズルの移動方向に対して後方に切断面に沿って移動する超音波センサを配置していることにより、超音波センサが切断加工を行うノズルに所定間隔を介して追随して移動する。この切残し判定方法では、予め切残し部で反射する超音波の切残し部戻り時間を算出し、予め算出した切残し部戻り時間で反射して戻って来る超音波の信号の有無に基づいて切残し部が存在するか否かを判定することにより、切残し部の有無を正確に判定することができる。ウォータージェット、レーザービーム及び超音波センサは、水等の液中でも使用することができるので、液中が切粉や研磨剤によって濁り、水中カメラで被切断物の切残し部の有無を確認することができない状態であっても、切残し部の有無を正確に確認することが可能である。
このため、本発明の切残し判定方法を利用して切断加工を行った場合は、切断加工を行いながら切断した箇所の切残し部の有無を追随して確認することができるので、切断作業後に被切断物の切残し部の有無を検査して再度切断作業を行うことを不要にすることができる。その結果、ウォータージェット加工またはレーザー加工による加工作業の作業効率を向上させて、切断作業時間を短縮させ、工期の遅延を解消することができる。

【0013】

また、前記ウォータージェットまたはレーザービームが前記被切断物を切断する切断出口に向けて、かつ、前記超音波センサの焦点を前記切断出口に合わせて当該超音波センサを支持していることが好ましい。

【0014】

かかる構成によれば、ウォータージェットまたはレーザービームは、超音波センサの焦点が被切断物を切断する切断出口になるように、超音波センサが支持していることにより、超音波センサの焦点を切残し部が形成される位置に合致させることができる。このため、切残し部を正確に検知することができる。

【0015】

また、前記切残し部が存在すると判定したときは、前記切残し部戻り時間で反射して戻って来た超音波を検知した時間から前記切残し部の位置を特定し、前記特定した切残し部の位置に前記ノズルを移動して当該切残し部の除去を行うことができる。

【0016】

かかる構成によれば、切断加工における切残し判定方法は、切残し部が存在すると判定したときに、切残し部戻り時間で反射して戻って来る超音波の反射波を検知した位置から切残し部の位置を特定することによって、切残し部がある位置を正確に検知することができる。切残し部を検知した場合は、特定した切残し部の位置にノズルを移動し、切残し部に向けて的確にウォータージェットまたはレーザービームを発射させて効率よく除去することができる。

【0017】

また、前記被切断物が管体から成る場合、前記管体の内側に前記ノズル及び前記超音波センサを配置して、前記管体の内壁面に前記ノズルから前記ウォータージェットまたはレーザービームを発射して前記管体を切断しながら前記切断面に沿って前記ノズル及び前記超音波センサを移動させ、前記ウォータージェットまたはレーザービームで切断した切断溝内にある前記切残し部を前記超音波センサで検知することができる。

【0018】

かかる構成によれば、管体をウォータージェットまたはレーザービームで切断する場合は、管体の内側にノズル及び超音波センサを配置して、管体の内壁面にウォータージェットまたはレーザービームを発射して切断しながら、超音波センサで切断溝内にある切残し部を検知することにより、切残し部が無い状態に切断することができる。

【0019】

また、液中において、前記ノズルから前記ウォータージェットまたはレーザービームを発射して前記被切断物を切断することができる。

【0020】

かかる構成によれば、液中でウォータージェットまたはレーザービームによって被切断物を切断することで、切断加工時における振動や騒音、ウォータージェットの飛散等を防止して円滑に加工することができる。

【0021】

また、本発明に係る切断加工装置は、被切断物に対して切断部を切断面に沿って移動させながら前記被切断物を切断する切断加工装置であって、前記切断部の移動方向に対して後方に前記切断面に沿って移動して、前記切断部で前記被切断物を切断した際の切残し部を検知する切残し部検出手段と、前記切断部及び前記切残し部検出手段を移動させる移動手段と、前記切残し部検出手段及び前記移動手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、予め前記切残し部で反射する前記切残し部検出手段から送信された送信波の反射波の切残し部戻り時間を算出する演算部と、前記演算部で予め算出した前記切残し部戻り時間を記憶する記憶部と、前記記憶部で記憶している前記切残し部戻り時間で反射して戻って来る前記反射波の有無に基づいて前記切残し部が存在するか否かを判定する判定部と、前記判定部で前記切残し部が存在すると判定したときに、前記切残し部戻り時間で反射して戻って来た前記反射波を検知した時間から前記切残し部の位置を特定する特定部と、前記特定部で特定した切残し部を除去できる位置に前記切断部を移動させて当該切残し部の除去を行わせる除去駆動部と、を備えていることを特徴とする。

【0022】

かかる構成によれば、加工装置の制御手段は、演算部で予め算出して、記憶部で記憶している切残し部戻り時間で反射して戻って来る反射波の有無に基づいて切残し部が存在するか否かを判定部で判定する。その制御手段は、判定部で切残し部が存在すると判定したときに、特定部は、切残し部戻り時間で反射して戻って来た反射波を検知した時間から切残し部の位置を特定して、除去駆動部が、切残し部を除去できる位置にノズルを移動させて切残し部の除去を行わせることができる。

【0023】

また、本発明に係る切断加工装置は、被切断物に対してノズルからウォータージェットを発射しながら前記ノズルを切断面に沿って移動して前記被切断物を切断する切断加工装置であって、前記ノズルの移動方向に対して後方に前記切断面に沿って移動して、前記ノズルから発射したウォータージェットまたはレーザービームで前記被切断物を切断した際の切残し部を検知する超音波センサと、前記ノズル及び前記超音波センサを移動させる移動手段と、前記超音波センサ及び前記移動手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、予め前記切残し部で反射する超音波の切残し部戻り時間を算出する演算部と、前記演算部で予め算出した前記切残し部戻り時間を記憶する記憶部と、前記記憶部で記憶している前記切残し部戻り時間で反射して戻って来る超音波の有無に基づいて前記切残し部が存在するか否かを判定する判定部と、前記判定部で前記切残し部が存在すると判定したときに、前記切残し部戻り時間で反射して戻って来た超音波を検知した時間から前記切残し部の位置を特定する特定部と、前記特定部で特定した切残し部を除去できる位置に前記ノズルを移動させて当該切残し部の除去を行わせる除去駆動部と、を備えていることを特徴とする。

【0024】

かかる構成によれば、加工装置の制御手段は、演算部で予め算出して、記憶部で記憶している切残し部戻り時間で反射して戻って来る超音波の有無に基づいて切残し部が存在するか否かを判定部で判定する。その制御手段は、判定部で切残し部が存在すると判定したときに、特定部は、切残し部戻り時間で反射して戻って来た超音波を検知した時間から切残し部の位置を特定して、除去駆動部が、切残し部を除去できる位置にノズルを移動させて切残し部の除去を行わせることができる。

【発明の効果】

【0025】

本発明に係る切断加工における切残し判定方法及び切断加工装置によれば、切残し部の有無をさらに正確に判定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明の実施形態に係る切断加工における切残し判定方法に使用されるアブレシブウォータージェット加工装置の一例を示す要部側面図である。

【図2】本発明の実施形態に係る切断加工における切残し判定方法によってワークを水中で切断しているときの状態を示す要部概略斜視図である。

【図3】超音波センサの焦点位置を示す説明図である。

【図4】（ａ）はアブレシブウォータージェット加工装置でワークを切断しながら切残し部を検知しているときの状態を示す概略図、（ｂ）は貫通された切断溝の状態を超音波センサで検知しているときの状態を示す説明図、（ｃ）は超音波の受信波形を示す波形図である。

【図5】（ａ）は切残し部を検知したときのアブレシブウォータージェット加工装置を示す概略図、（ｂ）は超音波センサで切断溝中の切残し部を検知したときの状態を示す説明図、（ｃ）は切残し部を検知したとき超音波の受信波形を示す波形図である。

【図6】（ａ）はワークの切断溝が無い部位を超音波センサで検知しているときの状態を示すアブレシブウォータージェット加工装置を示す概略図、（ｂ）は超音波センサでワークの切断溝が無い部位を検知しているときの状態を示す説明図、（ｃ）はワークの切断溝が無い部位に超音波を当てたときの受信波形を示す波形図である。

【図7】（ａ）〜（ｇ）は、アブレシブウォータージェット加工装置のノズルを直線方向（または曲線方向）に移動させてワークを切断するときの作業工程を示す工程図である。

【図8】（ａ）〜（ｅ）は、アブレシブウォータージェット加工装置のノズルを直線方向から直角方向に変更させて移動させながらワークを切断するときの作業工程を示す工程図である。

【図9】本発明の実施形態に係る切断加工における切残し判定方法の実施例１を示す図であり、（ａ）はアブレシブウォータージェット加工装置で配管を切断するときの状態を示す横断面図、（ｂ）は縦断面図である。

【図10】本発明の実施形態に係る切断加工における切残し判定方法の実施例２を示す図であり、（ａ）はアブレシブウォータージェット加工装置で配管を切断するときの状態を示す横断面図、（ｂ）は縦断面図である。

【図11】本発明の切断加工における切残し判定方法の実施例３を示す図であり、配管と超音波センサの配置状態を示す概略図である。

【図12】本発明の切断加工における切残し判定方法の実施例４を示す図であり、二重配管と超音波センサの配置状態を示す概略図である。

【図13】本発明の切断加工における切残し判定方法の実施例４を示す図であり、二重配管と超音波センサとノズルの配置状態を示す斜視図である。

【図14】本発明の切断加工における切残し判定方法の実施例５を示す図であり、二重配管と超音波センサとノズルの配置状態を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係る切断加工における切残し判定方法及び切断加工装置を説明する。なお、本発明で使用する切断加工装置は、液中または空気中において、高圧水にアブレシブ（研磨材、被膜アブレシブ）を混入したアブレシブウォータージェットを噴射するアブレシブウォータージェット加工装置１や、高圧水を噴射するウォータージェット加工装置や、ノズルから噴射された高圧水の液体噴流内にレーザービームを導入させるウォータージェットレーザー加工装置や、レーザービームを発射するレーザー加工装置や、プラズマ切断、ＥＤＭ（放電加工）による非接触切断加工装置や、ディスクソー、レジノイド砥石等による機械的切断加工装置等であってもよい。
以下、切断加工装置として、液中で使用するアブレシブウォータージェット加工装置１を使用する場合を例に挙げて説明する。
また、切断加工における切残し判定方法及び切断加工装置を説明する前に、切残し部５ｃを判定するのに使用されるアブレシブウォータージェット加工装置１と、その装置によって切断加工されるワーク５について説明する。

【0028】

≪ワーク≫
図１及び図２に示すように、ワーク５（被切断物）は、例えば、適宜な材質のものからなる適宜な形状の材料から成る部材、構造物等である。つまり、ワーク５は、材質及び形状は特に限定されない。アブレシブウォータージェット加工装置１に使用されるワーク５は、例えば、金属製等の板材、鋼管、二重管、コンクリート、ガラス、石材、合成樹脂、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）等の複合材料などの加工性が悪い材料に切断加工を施す場合にも適用することができる。

【0029】

≪アブレシブウォータージェット加工装置≫
図１に示すように、アブレシブウォータージェット加工装置１は、超高圧ポンプＰによって加圧された高圧水に研磨材（アブレシブ）を混入したアブレシブウォータージェット（以下、「ウォータージェットＷＪ」という）をワーク５に噴射しながらノズル３を切断面５ａに沿って移動させて、液中でワーク５を切断する切断加工装置である。アブレシブウォータージェット加工装置１は、研磨材が混入されたウォータージェットＷＪをワーク５の切断面５ａに向けて噴射するノズル３と、水流を高圧水に加圧する超高圧ポンプＰと、超高圧ポンプＰで生成した高圧水をノズル３に送るホース６と、ノズル３に適量の研磨材を供給するアブレシブ供給装置（図示省略）と、ノズル３及び超音波センサ４（切残し部検出手段）を移動させる移動手段２と、高圧水で切断加工したワーク５の切残し部５ｃを検知する超音波センサ４と、超高圧ポンプＰ、移動手段２、及び超音波センサ４を制御する制御手段７と、アブレシブウォータージェット加工装置１の駆動状況を表示する表示手段８と、電源９と、を主に備えた構成されている。アブレシブウォータージェット加工装置１は、高圧水を高速で噴射させてワーク５を切断するため、金属等の硬い材質であっても、合成樹脂等の比較的柔らかい材質であっても、切断加工が可能である。

【0030】

研磨材（アブレシブ）は、アブレシブウォータージェット加工装置１でワーク５を加工する際に、ウォータージェットＷＪ中に混入される砥粒である。研磨材は、従来のものであっても、また、複数種の材質、形状のものを使用しても構わない。

【0031】

超高圧ポンプＰは、超高圧の高圧水（加圧液体）を生成できる液体供給源であればよく、種類、形式等は特に限定されない。
ホース６は、基端部が貯留タンク（図示せず）に接続され、先端側が超高圧ポンプＰ及び電磁バルブ（図示省略）を介してノズル３に接続されている。ホース６は、高圧水を送ることができる高圧配管であればよい。

【0032】

ノズル３（切断部）は、超高圧ポンプＰからの高圧水をワーク５に向けて噴射する噴射口である。図２に示すように、超高圧ポンプＰは、後記する超音波センサ４と共に、移動手段２によってワーク５の切断面５ａに沿って移動されながらウォータージェットＷＪを噴射してワーク５を切断する。なお、ノズル３は、ワーク５を切断できるウォータージェットＷＪを噴射できるものであれば、その形状及び種類は特に限定されない。

【0033】

≪移動手段≫
図１に示すように、移動手段２は、ノズル３及び超音波センサ４をワーク５の切断面５ａに沿って移動させるための装置であり、例えば、ワーク５がある液中に浸した状態で使用される。移動手段２は、ノズル３を保持して上下動させる把持吊上装置２１と、把持吊上装置２１を前後左右の水平方向に移動させるノズル移動装置（図示省略）と、から主に構成されている。

【0034】

＜把持吊上装置＞
図４（ａ）に示すように、把持吊上装置２１は、ノズル３を把持するノズル把持部２１ａと、超音波センサ４を把持するセンサ把持部２１ｂと、センサ把持部２１ｂを回動させるセンサ旋回アクチュエータ２１ｃと、ノズル把持部２１ａを上下動させる吊上装置部２１ｄと、を備えている。
ノズル把持部２１ａは、例えば、ノズル３をワーク５の被切断部位に向けて位置決めした状態で把持する略筒状部材から成る。
センサ把持部２１ｂは、ノズル把持部２１ａの外周部に一体に設けられ、超音波センサ４をワーク５の切断溝５ｂに向けた状態に把持している。
センサ旋回アクチュエータ２１ｃは、例えば、歯車減速伝達機構（図示省略）を介在してセンサ把持部２１ｂを回動させる電動モータから成る。
吊上装置部２１ｄ（図１参照）は、例えば、ワーク５の切断面５ａに対してノズル把持部２１ａを上下動させる電動駆動装置である。
なお、センサ旋回アクチュエータ２１ｃ及び吊上装置部２１ｄ（図１参照）は、油圧を利用して駆動させる油圧駆動装置であってもよい。

【0035】

＜ノズル移動装置＞
ノズル移動装置（図示省略）は、ノズル３と超音波センサ４とをワーク５との距離を把持吊上装置２１で一定に保ちながらそれらを水平方向に移動させる装置である。ノズル移動装置は、移動機構によってノズル３及び超音波センサ４を切断予定線方向へ予め設定された切断の最適な移動速度で移動させる。その移動速度は、超高圧ポンプＰと共に制御手段７で、ワーク５に合わせて最適値に制御される。

【0036】

＜超音波センサ＞
超音波センサ４（切残し部検出手段）は、ノズル３の移動方向に対して後方に前記切断面５ａに沿って移動して、ノズル３から噴射したウォータージェットＷＪでワーク５を切断した際の切残し部５ｃの有無と、超音波センサ４から切残し部５ｃまでの距離を検知するためのセンサである。超音波センサ４は、非接触超音波探触子から成る。超音波センサ４は、超音波を送信する送波部と、送信して戻って来る超音波の受信波を受信する受波部とを一体化した超音波受送波機から構成されている。超音波センサ４は、ノズル３の移動方向（切断方向）に対して、ノズル３の後方に配置されて、切断面５ａに沿って移動するように配置されている。その超音波センサ４は、ワーク５の切断溝５ｂに向けて超音波を発信し、切断溝５ｂ内に切残し部５ｃがある場合に、切残し部５ｃによって反射された超音波を受信できるように把持吊上装置２１に取り付けられている。なお、超音波センサ４は、液中でも、空気中でも使用可能である。

【0037】

図３に示すように、超音波センサ４は、ウォータージェットＷＪがワーク５を切断した切断溝５ｂ内の切断出口５ｄに向けて発信され、かつ、超音波センサ４の焦点４ａの位置を切断出口５ｄ付近に合わせて把持吊上装置２１に支持させる。この場合、超音波センサ４は、超音波センサ４からワーク５までの距離、ワーク５の厚さから焦点４ａの位置が切断出口５ｄ付近になるものを選定して使用する。

【0038】

＜表示手段＞
図１に示す表示手段８は、アブレシブウォータージェット加工装置１の駆動状況を表示するモニタであり、ノズル３及び超音波センサ４から離れた場所に配置されている。表示手段８は、作業者がいる場所に配置される。

【0039】

＜制御手段＞
制御手段７は、超音波センサ４、移動手段２、及びノズル３へ供給する高圧水を制御する制御装置から成る。制御手段７は、後記する演算部７１と、記憶部７２と、判定部７３と、特定部７４と、除去駆動部７５等を備えている。

【0040】

演算部７１は、超音波センサ４からワーク５の切断溝５ｂ内に向けて送信された超音波が、予め切残し部５ｃで反射されて戻って来た超音波の切残し部戻り時間を算出しておくと共に、ワーク５の切断溝５ｂ内に向けて送信され超音波センサ４からの超音波が、切残し部５ｃで反射されて戻って来るまでの時間を算出する。なお、予め算出しておく超音波の切残し部戻り時間は、演算部７１以外のコンピュータで予め計算したデータを記憶部７２に記憶させておいてもよい。

【0041】

記憶部７２は、超音波センサ４から発信された超音波が、ワーク５の切断溝５ｂ内の切残し部５ｃによって反射されて超音波センサ４に戻って来るまでの切残し部戻り時間を予め演算部７１で算出してデータとして記憶している。

【0042】

判定部７３は、記憶部７２で記憶している切残し部戻り時間で反射して戻って来る反射波の有無に基づいて切残し部５ｃが存在するか否かを判定する。具体的には、判定部７３は、記憶部７２で記憶している切残し部戻り時間で反射して戻って来る超音波の反射波を超音波センサ４によって検知した場合に、切残し部５ｃが存在すると判定する。判定部７３は、超音波センサ４から発信した超音波の反射波を受信しない場合、ワーク５の切断溝５ｂ内に超音波を反射する切残し部５ｃが存在せず、完全に切断されていると判定する。

【0043】

特定部７４は、判定部７３で切残し部５ｃが存在すると判定したときに、超音波センサ４から送信した超音波の発信時間から切残し部戻り時間で反射して戻って来る超音波を検知したときの時間（位置）から切断溝５ｂ内にある切残し部５ｃの位置を特定する。

【0044】

除去駆動部７５は、特定部７４で切残し部５ｃが存在すると特定された場合、移動手段２を駆動させて、特定部７４で特定した切残し部５ｃを除去できる位置にノズル３を移動させ、ノズル３から切残し部５ｃに向けてウォータージェットＷＪを噴射させて切残し部５ｃを切断して除去する作業を行わせる。

【0045】

＜電源＞
電源９は、移動手段２、超音波センサ４、制御手段７、超高圧ポンプＰ及び表示手段８に電力を供給するものである。電源９及び制御手段７は、表示手段８がある液中外の地上等に配置される。

【0046】

≪作用≫
次に、添付図面を主に参照しながら本発明の実施形態に切断加工における切残し判定方法を作業工程順に説明する。

【0047】

＜準備工程＞
まず初めに、図１に示す超高圧ポンプＰをＯＮにして高圧水を生成し、把持吊上装置２１に保持されるノズル３及び超音波センサ４の位置及び向きを調整する準備工程を行う。

【0048】

＜穴開け工程＞
続いて、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、液中にある板材等のワーク５を切断する前に、ワーク５の切断面５ａに対して、ノズル３からウォータージェットＷＪを噴射してワーク５に切断開始点となる穴を開ける穴開け工程を液中で行う。

【0049】

＜切断工程＞
続いて、穴開け工程で形成した穴を基点に、切断方向にワーク５の切断工程を行う。切断工程では、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、ノズル３からウォータージェットＷＪをワーク５の切断面５ａに向けて沿直方向に噴射し、切断面５ａに沿ってノズル３及び超音波センサ４を移動手段２によって切断方向に移動させて、ワーク５を切断する。この切断工程において、ワーク５は、ウォータージェットＷＪによって切断されて、切断溝５ｂが形成される。移動手段２によるノズル３の送り速度は、ワーク５の材質や厚さに適合した加工条件に調整しながら切断加工を行う。

【0050】

＜切断確認工程＞
次に、ノズル３に追随して移動する超音波センサ４からワーク５の切断溝５ｂ内に向けて超音波を発信させながら切断溝５ｂ上を移動手段２で移動させて、切断溝５ｂ内に切残し部５ｃがあるかを確認する切断確認工程を切断工程に平行して行う。図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、切断確認工程では、超音波センサ４から送信された超音波（発信波ｔ）が、ワーク５の板厚付近の深さで超音波が反射されて超音波センサ４に戻って来た超音波（受信波ｒ）を受信した場合は、超音波（発信波ｔ）が切残し部５ｃによって反射されて受信波ｒとして受信されたものとして、判定部７３（図１参照）が切残し部５ｃが存在すると判定する。

【0051】

なお、判定部７３（図１参照）は、図４（ｃ）に示すように、超音波の反射波が超音波センサ４で受信されない場合、切残し部５ｃが存在せず、完全に切断されていると判定する。
切残し部５ｃの有無を確認する切断確認工程は、超音波センサ４を利用して切残し部５ｃが形成されるワーク５の切断出口５ｄの付近を確認することにより、従来、液中で濁りによって切残し部５ｃを確認することができなかった水中カメラによる問題点を解消することができる。

【0052】

また、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、ワーク５の切断面５ａの切断溝５ｂ以外の切断加工されていない部位に、超音波センサ４から送信された発信波ｔを当てた場合は、ワーク５の表面の切断面５ａの位置で反射した受信波ｒ１ａと、ワーク５の裏面の切断出口５ｄとなる位置で反射した受信波ｒ１ｂとが受信される。このため、ワーク５の切断加工されていない部位に、超音波センサ４から発信された発信波ｔが当たっている場合は、切断加工されていない部位であることを受信波ｒ１ａ，ｒ１ｂの受信の有無から判断することができる。

【0053】

＜切残し部特定工程＞
図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、判定部７３で切残し部５ｃが存在すると判定された場合は、特定部７４によって超音波センサ４から送信された超音波の発信時間から切残し部戻り時間で反射して戻って来た超音波を検知したときの時間（位置）によって、切断溝５ｂ内にある切残し部５ｃの位置を特定する切残し部特定工程が自動的に行われる（図１参照）。特定されたワーク５の切残し部５ｃの座標位置は、記憶部７２に記憶される（図１参照）。

【0054】

＜切残し部除去工程＞
次に、特定部７４で切残し部５ｃの位置等が特定された場合は、記憶部７２に記憶された座標位置に基づいて移動手段２を駆動させ、特定部７４で特定した切残し部５ｃを除去できる位置にノズル３を移動させて、ノズル３から切残し部５ｃに向けてウォータージェットＷＪを噴射させて切残し部５ｃを切断して除去する切残し部除去工程が行われる（図１参照）。

【0055】

このようにして、切残したワーク５の切残し部５ｃを切断する切断加工を行うことにより、切残し部５ｃを確実に除去して、ワーク５を完全に切断することができる。このため、切断されたワーク５を移送させる作業が行い易くなる。ワーク５を移送が完了すると、アブレシブウォータージェット加工装置１による作業が終了する。

【0056】

本発明に係る切断加工における切残し判定方法は、切断加工が行われる液中が濁っている場合であっても、液中の濁りに左右されない超音波センサ４によって、ワーク５の切残し部５ｃを検出するため、切残し部５ｃの有無を正確に判定することができる。この切残し判定方法を利用して切断加工を行った場合は、切断加工を行いながら切断した箇所の切残し部５ｃの有無をノズル３の移動に追随して確認することができる。このため、切断作業後にワーク５の切残し部５ｃの有無を検査して再度切断作業を行うことを不要にすることができる。その結果、アブレシブウォータージェット加工による加工作業の作業効率を向上させて、切断作業時間を短縮させることができる。

【0057】

≪ノズルを直線方向（または曲線方向）に移動させてワークを切断する場合≫
次に、図７（ａ）〜（ｇ）を主に参照して、アブレシブウォータージェット加工装置１のノズル３を直線方向（または曲線方向）に移動させてワーク５を切断する場合を作業工程順に説明する。

【0058】

まず、図７（ａ）に示すように、超音波センサ４から超音波を送信させて、超音波センサ４によるワーク５の切断面５ａの超音波探傷検査をスタートさせる（ステップＳ１１）。続いて、図７（ｂ）に示すように、ノズル３からウォータージェットＷＪをワーク５に向けて噴射させる(ステップＳ１２)。

【0059】

次に、図７（ｃ）に示すように、ノズル３を移動手段２（図１参照）によって移動させて、ワーク５の切断面５ａを切断する切断加工を開始する（ステップＳ１３）。このとき、超音波センサ４は、ノズル３との間の距離Ｌ２を保ちながら一体的に移動手段２によって切断方向（矢印ａ方向）へ移動するので、ノズル３が距離Ｌ２移動した後、切残し部５ｃの有無を確認する。

【0060】

そして、図７（ｄ）に示すように、ワーク５に切残し部５ｃがある場合は、超音波センサ４から送信された送信波が、切残し部５ｃで反射されて戻って来た受信波ｒを受信することにより、切残し部５ｃを検知することができる（ステップＳ１４）。
ステップＳ１４で切残し部５ｃが検出されたときは、図７（ｅ）に示すように、移動手段２を切断方向と反対方向（矢印ｂ方向）に駆動させ、ノズル３を距離Ｌ２逆走させて戻し、ノズル３からウォータージェットＷＪで切残し部５ｃを切断する（ステップＳ１５）。

【0061】

そして、図７（ｆ）に示すように、ノズル３及び超音波センサ４を移動手段２（図１参照）で切断方向に移動させて、切断加工を逆走させた地点から再スタートさせる（ステップＳ１６）。図７（ｇ）に示すように、超音波センサ４は、ステップＳ１５で切残し部５ｃを切断した位置を通過する際に、超音波センサ４から送信された超音波の反射波が無いことで、切残し部５ｃを確実に除去したことを確認することができる（ステップＳ１７）。

【0062】

このようにワーク５の切断箇所が直線方向（または曲線方向）に延びている場合は、図７（ａ）〜（ｆ）に示すようにノズル３及び超音波センサ４を移動させてワーク５の切断面５ａを切断しながら切残し部５ｃを確認し、切残し部５ｃがあったときに、ノズル３及び超音波センサ４を逆走させて切残し部５ｃを除去して、切残し部５ｃの有無の確認を行いながら確実にワーク５を切断する。このため、切断作業の工程を１工程で行うことが可能となる。その結果、ワーク５の切断作業の作業時間を大幅に短縮させることができる。

【0063】

≪ノズルを直線方向から直角方向に変更させて移動させながらワークを切断する場合≫
次に、図８（ａ）〜（ｅ）を主に参照して、アブレシブウォータージェット加工装置１のノズル３を直線方向から直角方向に変更させて移動させながらワーク５を切断する場合を作業工程順に説明する。

【0064】

図８（ａ）に示すように、直線状にノズル３及び超音波センサ４を移動させて、ノズル３からウォータージェットＷＪをワーク５に向けて噴射させて切断しながら、超音波センサ４によるワーク５の切断面５ａの超音波探傷検査を実施する場合（ステップＳ２１）は、前記した図７（ａ）〜（ｇ）のステップＳ１１〜ステップＳ１７と同様に行う。
つまり、図８（ａ）に示すように、アブレシブウォータージェット加工装置１は、細い二点鎖線で示す切断予定ルートｆ上を、ノズル３と超音波センサ４とを距離Ｌ２の間隔を保って切断方向（矢印ａ方向）に平行移動させながら、超音波センサ４による超音波探傷検査を実施する（ステップＳ２１）。超音波センサ４は、ノズル３から噴射したウォータージェットＷＪで切断しながら移動した太実線で示す切断済みルートｇ上を追随するように、探傷済みルートｈを移動する。

【0065】

図８（ｂ）に示すように、ノズル３がコーナー部に到着すると（ステップＳ２２）、ノズル３の進行方向（矢印ａ方向）を直角方向（矢印ｃ方向）に変更する。次に、図８（ｃ）に示すように、超音波センサ４を太実線で示す切断済みルートｇに沿って直角方向側に向くように、ノズル３に対して矢印ｄ方向に旋回させる（ステップＳ２３）。そして、図８（ｄ）に示すように、超音波センサ４がコーナー部に到着すると、超音波センサ４がさらに旋回されて、ノズル３及び超音波センサ４が、直角方向（矢印ｃ方向）を向いた状態になる（ステップＳ２４）。

【0066】

図８（ｅ）に示すように、ノズル３及び超音波センサ４が、直角方向（矢印ｃ方向）を向いた状態で、その方向に前進させて、ノズル３からウォータージェットＷＪを噴射してワーク５の切断加工を行いながら、超音波センサ４でワーク５の切断加工処理部位に切残し部５ｃがあるか切残し検知を行う（ステップＳ２５）。

【0067】

このように、アブレシブウォータージェット加工装置１は、切断予定ルートｆが直角等に曲がっていても、ノズル３及び超音波センサ４が、切断予定ルートｆ上を切断する方向に向けて移動されて、ノズル３で切断加工を行いながら、その切断状況をノズル３の後を追随して移動する超音波センサ４で確認しながら行うので、ワーク５を確実に切断することができる。

【0068】

≪変形例≫
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で種々の改造及び変更が可能であり、本発明はこれら改造及び変更された発明にも及ぶことは勿論である。

【0069】

前記実施形態では、加工装置の一例として図１に示すアブレシブウォータージェット加工装置１を例に挙げて説明したが、ワーク５に高圧水のみから成るウォータージェットＷＪを噴射してワーク５を切断するウォータージェット噴射加工装置や、ノズル３から噴射された液体噴流内に導かれたレーザービームをワーク５の切断面５ａに噴射してワーク５を切断するウォータージェットレーザー加工装置等の切断装置（切断方法）であってもよい。

【0070】

また、レーザービームを使用する切断加工装置は、空気中で、ウォータージェットＷＪを利用せずに、レーザービームだけを使用して加工するレーザー加工装置であってもよい。
この他、加工装置は、プラズマ切断、ＥＤＭ（放電加工）による切断等の非接触切断工法や、ディスクソー、レジノイド砥石等による機械的切断等による切断加工装置であってもよい。
なお、超音波探触子を気中で使用する場合は、超音波センサ４とワーク５との間に液体の媒体が介在させて加工することが望ましい。

【0071】

また、前記実施形態で説明したアブレシブウォータージェット加工装置１のノズル移動装置は、ノズル３でワーク５を切断できるように、ノズル３を移動させることができるものであればよく、例えば、水平方向や噴射方向が自在に変化するロボットアームの先端部に装着するものであっても、把持吊上装置２１とノズル移動装置（図示省略）とが一体化された装置であってもよい。

【0072】

前記超音波センサ４は、ワーク５（被切断物）を切断加工した際の切残し部５ｃの有無を検知することが可能なセンサであればよく、例えば、光学式センサ、あるいは、レーザー光線式センサ等の他の切残し部検出手段であってもよい。

【実施例1】

【0073】

図９は、本発明の実施形態に係る切断加工における切残し判定方法の実施例１を示す図であり、（ａ）はアブレシブウォータージェット加工装置で配管を切断するときの状態を示す横断面図、（ｂ）は縦断面図である。なお、既に説明した構成は同じ符号を付してその説明を省略する。

【0074】

次に、図９（ａ）、（ｂ）を参照して、アブレシブウォータージェット加工装置１で比較的小径な配管５１を切断する場合の実施例１を説明する。
図９（ａ）、（ｂ）に示すように、配管５１（管体）から成るワーク５を切断加工する場合、その配管５１の内径が小さいときは、超音波センサ４を軸方向に斜めに配置して、超音波の向きを切断溝５１ｂに向けるようにして使用する。なお、配管５１の内径が大きい場合には、前記したノズル３を直線方向（または曲線方向）に移動させてワーク５を切断する場合と同じように、超音波センサ４を配管５１の軸直交方向に向けて使用する。

【0075】

比較的小径な配管５１を切断する場合は、アブレシブウォータージェット加工装置１のノズル３及び超音波センサ４を配管５１の内部に配置して、ノズル３から配管５１の内壁面５１ａに向けてウォータージェットＷＪを噴射し、超音波センサ４から配管５１の内壁面５１ａ側から外周面にある切断出口５１ｄ付近に向けて焦点４ａを合わせて超音波を送信させる。そして、把持吊上装置２１を回転駆動させてノズル３及び超音波センサ４を内壁面５１ａに沿って円周方向（矢印ｅ方向）に回転移動させながら、切断加工と超音波センサ４による切残し部５１ｃの検知を行う。

【0076】

ノズル３は、配管５１内に挿入された把持吊上装置２１のノズル把持部２１ａに固定されて噴射口が配管５１の内壁面５１ａに直交するように配置させる。
超音波センサ４は、把持吊上装置２１のセンサ把持部２１ｂによって切断溝５１ｂ内の切断出口５１ｄ付近に向けて焦点４ａを調整して超音波が送信されるように保持させる。超音波センサ４は、探傷時の外乱を極力避けるために、配管５１の周方向の切断部と位相をずらして配置させる。

【0077】

つまり、超音波センサ４から水中の配管５１の切残し部５１ｃが形成される切断出口５１ｄに向けて斜めに送信された超音波は、例えば、ステンレス製の配管５１の場合、水中で音速１，４８０ｍ／ｓで送られて内壁面５１ａに到達する。その超音波は、内壁面５１ａで一部が反射されながら、内壁面５１ａで屈折して配管５１のステンレス材料内を音速５，９００ｍ／ｓに速度を上げて送られる。その超音波は、切断出口５１ｄに到達すると、切断出口５１ｄに切残し部５１ｃがある場合、切残し部５１ｃの切断出口５１ｄで一部の超音波が反射されて超音波センサ４側へ戻ると共に、他の超音波が切残し部５１ｃを通過して配管５１外に出る。切断出口５１ｄで反射された超音波は、配管５１の内壁面５１ａに到達すると、屈折しながら水中を減速された音速１，４８０ｍ／ｓで超音波センサ４に反射波として戻る。なお、切断出口５１ｄに切残し部５１ｃが無い場合、超音波は、切断出口５１ｄから配管５１外に出る。

【0078】

このように超音波センサ４を斜めに配置した場合は、超音波が屈折して戻る方向がズレることを考慮して超音波センサ４の向きを設定することにより、配管５１の切残し部５１ｃを正確に検出することが可能である。つまり、アブレシブウォータージェット加工装置１は、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、ノズル３及び超音波センサ４を配管５１の内部に配置することにより、板状のワーク５の場合と同様に、ノズル３による切断加工と、超音波センサ４による切残し部５１ｃの検知を行うことが可能である。

【実施例2】

【0079】

図１０は、本発明の実施形態に係る切断加工における切残し判定方法の実施例２を示す図であり、（ａ）はアブレシブウォータージェット加工装置で配管を切断するときの状態を示す横断面図、（ｂ）は縦断面図である。

【0080】

前記実施例１では、アブレシブウォータージェット加工装置１で配管５１を切断する場合の一例として、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、超音波センサ４をノズル３から上下方向のずらした位置の把持吊上装置２１に設置して、超音波センサ４を切断溝５１ｂの切断出口５１ｄに対して斜めに向けて設置した場合を説明したが、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、超音波センサ４１は、水平に切断形成された切断溝５１ｂに沿って水平に配置してもよい。

【0081】

その場合、超音波センサ４１は、ノズル３に対して１８０°相違する位置である把持吊上装置２１の反対側の位置に配置する。このように超音波センサ４１の向きを水平に向けて把持吊上装置２１に取り付けることによって、超音波センサ４１から送信された超音波が切断溝５１ｂ内を通過することができるように配置されているため、切残し部５１ｃを正確に検出することができる。

【0082】

超音波センサ４１は、図１０（ａ）に示すように、配管５１内を矢印ｅ方向へ回転移動しながら切断加工を行うノズル３から１８０°後の位置を追随して配管５１内を回転移動する。このため、超音波センサ４１は、ノズル３から噴射されたウォータージェットＷＪで切断中の切断溝５１ｂから１８０°反対方向の位置にある切断済エリアＡ内の切断溝５１ｂ内に超音波を送信して切残し部５１ｃの有無を検出することができる。
なお、図１０（ａ）、（ｂ）に示す超音波センサ４１は、切断加工を行うノズル３から後ろの位置を通して、ノズル３に追随して配管５１内を回転移動することができる構造であればよく、ノズル３から１８０°後ろの位置に配置されるものに限定されるものではない。

【実施例3】

【0083】

図１１は、本発明の切断加工における切残し判定方法の実施例３を示す図であり、配管と超音波センサの配置状態を示す概略図である。

【0084】

前記実施例２（図１０（ａ）、（ｂ）参照）では、配管５１を切断するノズル３（図示省略）と、切残し部５１ｃを検知する超音波センサ４１と、を配管５１の内側に配置して、切断加工の切残し部５１ｃを検出したが、図１１に示すように、切断する配管５２の外側に、配管５２を切断するノズル３（図示省略）と、切残し部５２ｃを検知する超音波センサ４と、を配置してもよい。

【0085】

この場合、配管５２の外側に配置した超音波センサ４から送信する超音波は、切断面５２ａに開けられた切断溝５２ｂ（配管５２の内壁面５２ｅ）に向けて送信する。超音波センサ４は、配管５２に切残し部５２ｃがある場合、切残し部５２ｃによって超音波が反射されて戻って来るので、反射波を受信することにより、切残し部５２ｃが有ることを検出することができる。

【0086】

このように、配管５２が小さい場合や、超音波センサ４及びノズル３を配管５２内に配置することができない場合は、超音波センサ４及びノズル３を配管５２の外側に配置して切断加工を行いながら切残し部５２ｃを検出してもよい。

【0087】

なお、配管５２を切断加工する場合は、配管５２を固定させて超音波センサ４及びノズル３を配管５２の外周に沿って移動させながら切断加工を行ってもよいし、配管５２を回転させて超音波センサ４及びノズル３を固定させてもよい。

【実施例4】

【0088】

図１２は、本発明の切断加工における切残し判定方法の実施例４を示す図であり、二重配管と超音波センサの配置状態を示す概略図である。図１３は、本発明の切断加工における切残し判定方法の実施例４を示す図であり、二重配管と超音波センサとノズルの配置状態を示す斜視図である。

【0089】

次に、図１２及び図１３を参照しながら実施例４を説明する。
実施例４は、アブレシブウォータージェット加工装置１で、図１２及び図１３に示すように、二重配管５４を形成する配管５２，５３にノズル３からウォータージェットＷＪを噴射して円周方向に延びるスリット（切断溝５２ｂ，５３ｂ）を形成しながら、超音波センサ４で内側の配管５３の切残し部５３ｃと、外側の配管５２の切残し部５２ｃと、を検知する方法である。

【0090】

二重配管５４は、外側に配置される大径の配管５２と、その内側に配置される小径の配管５３から成る。
ノズル３は、二重配管５４の外側に二重配管５４の中心に向けて水平に配置し、二重配管５４の外側から大径の配管５２の外面に向けてウォータージェットＷＪを噴射して、配管５２の円周方向に切断溝５２ｂ，５３ｂを形成する切断加工を行う。

【0091】

超音波センサ４は、外側の配管５２から外側に離れた位置に、二重配管５４の中心に向けてノズル３の近傍に水平に設置する。超音波センサ４は、水に浸漬した配管５２，５３及び二重配管５４の外周に沿って移動するように設置する。超音波センサ４の焦点４ａ，４ａは、内側の配管５３の超音波センサ４側の内壁面５３ｅ（切断溝５３ｂ内の切断出口）付近と、外側の配管５２の超音波センサ４側の内壁面５２ｅ（切断溝５２ｂ内の切断出口）付近との二箇所に合わせる。

【0092】

二重配管５４外に配置した超音波センサ４で切断溝５２ｂ，５３ｂに超音波を通して配管５２，５３の切残し部５２ｃ，５３ｃが存在する位置に向けて送信すると、切残し部５２ｃ，５３ｃによって反射して戻って来る反射波の受信の有無により、切残し部５２ｃ，５３ｃが存在するか否かを検知することができる。戻って来た反射波が、外側の配管５２の切残し部５２ｃによって反射されたものか、内側の配管５３の切残し部５３ｃによって反射されたものかは、超音波センサ４から超音波が送信されて超音波センサ４に戻って来るまでの時間が、外側の配管５２の切残し部５２ｃによる反射波の場合、時間が短く、内側の配管５３の切残し部５３ｃによる反射波の場合、時間が長いため、反射波を受信したときの時間によって判別することができる。

【0093】

なお、二重配管５４の外側から超音波センサ４で切残し部５２ｃ，５３ｃを検出する場合、内側の配管５３が切断されていれば、外側の配管５２も切断されているので、超音波センサ４の焦点は、少なくとも内側の配管５３の超音波センサ４側の内壁面５３ｅ付近に合わせればよく、内側の配管５３の超音波センサ４側の内壁面５３ｅ付近にのみ、一つの焦点を設けるようにしてもよい。
また、実施例４では、二重配管５４を切断加工するのに、二重配管５４を固定させて超音波センサ４及びノズル３を配管５２の外周に沿って移動させる場合を説明したが、二重配管５４を回転させて超音波センサ４及びノズル３を固定させて切断加工を行ってもよい。

【実施例5】

【0094】

図１４は、本発明の切断加工における切残し判定方法の実施例５を示す図であり、二重配管と超音波センサとノズルの配置状態を示す斜視図である。
前記実施例４では、配管の大きさと、超音波センサ４及びノズル３の大きさとの都合から超音波センサ４を配管５２，５３の外側に配置したが、配管５２，５３内に超音波センサ４及びノズル３を配置可能な二重配管５４の場合は、図１４に示すように、超音波センサ４及びノズル３を二重配管５４の内側に配置してもよい。
その場合、超音波センサ４及びノズル３は、前記図１０（ａ）、（ｂ）で説明した方法と同じ方法で二重配管５４内に設置する。

【0095】

例えば、超音波センサ４は、図１４に示すように、配管５２，５３内を矢印ｅ方向へ回転移動させながら切断加工を行うノズル３から１８０°後の位置を追随して配管５２，５３内を回転移動させる。超音波センサ４は、ノズル３から噴射されたウォータージェットＷＪで切断中の切断溝５２ｂ，５３ｂから１８０°反対方向の位置にある切断済エリアＡ内の切断溝５２ｂ，５３ｂ内に超音波を送信して、切残し部５２ｃ，５３ｃで反射して戻って来る反射波を受信することができるように設置する。
これにより、二重配管５４の場合であっても、切残し部５２ｃ，５３ｃに向けて送信した超音波の反射波の受信の有無によって、切残し部５２ｃ，５３ｃが有るか、無いかを確認することができる。
なお、実施例５の超音波センサ４１は、実施例２（図１０（ａ）、（ｂ）参照）と同様に、切断加工を行うノズル３から後ろの位置を通して、ノズル３に追随して配管５１内を回転移動することができる構造であればよく、ノズル３から１８０°後ろの位置に配置されるものに限定されるものではない。

【0096】

≪実施例４，５について≫
実施例４，５の結果から、二重配管５４の超音波探傷検査を行う場合、小径の配管５３、大径の配管５２の切残し部５２ｃ，５３ｃを検知するためには、超音波センサ４の焦点を二箇所に設定する必要がある。この場合、その方法としては二つの方法がある。
一つ目の方法は、小径の配管５３の焦点４ａと、大径の配管５２の焦点４ａの二箇所の焦点４ａ，４ａを網羅して検知することが可能な超音波センサ４を使用する方法である。
二つ目の方法は、二つの超音波センサ４を使用して配管５２，５３のそれぞれの切断部位に焦点４ａ，４ａを合わして検査する方法である。

【0097】

実施例４，５から本発明に係るアブレシブウォータージェット加工装置（切断加工装置）によって配管５２，５３および二重配管５４を切断加工した場合も、切残し部５ｃの有無を確実に検知することができる。このため、二重配管５４を切断加工した場合、切残し部５ｃがあるときは、切残し部５ｃの有無を正確に検知して、切残し部５ｃを除去できるため、未切断部分があることによって内側の配管５３を外側の配管５２から引き抜くことができないという不具合や、従来、切断作業後に行っていた切断確認作業を解消して、二重配管５４の切断作業の作業工数を削減して作業の効率化を図ることができる。

【符号の説明】

【0098】

１ アブレシブウォータージェット加工装置（切断加工装置）
２ 移動手段
３ ノズル（切断部）
４，４１ 超音波センサ（切残し部検出手段）
４ａ 焦点
５ ワーク（被切断物）
５ａ 切断面
５ｃ 切残し部
５ｄ 切断出口
７ 制御手段
７１ 演算部
７２ 記憶部
７３ 判定部
７４ 特定部
７５ 除去駆動部
ＷＪ ウォータージェット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】