特開 2016-212661 噴流衝突領域確認方法、噴流衝突領域確認装置、プログラム、およびコンピュータ読み取り可能な記録媒体

(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2016-212661(P2016-212661A)

(43)【公開日】2016年12月15日

(54)【発明の名称】噴流衝突領域確認方法、噴流衝突領域確認装置、プログラム、およびコンピュータ読み取り可能な記録媒体

(51)【国際特許分類】

   G05B 19/4069 20060101AFI20161118BHJP

【ＦＩ】

   G05B19/4069

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2015-96338(P2015-96338)

(22)【出願日】2015年5月11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】澤田 昌人

(72)【発明者】

【氏名】光江 豊彰

(72)【発明者】

【氏名】野田 康東

(72)【発明者】

【氏名】谷 宗昭

(72)【発明者】

【氏名】宮本 祐也

(72)【発明者】

【氏名】竹下 宏之

(72)【発明者】

【氏名】佐伯 隆則

(72)【発明者】

【氏名】浦田 尊広

【テーマコード（参考）】

3C269

【Ｆターム（参考）】

3C269BB14

3C269EF71

3C269EF74

3C269MN40

3C269QD02

3C269QE06

(57)【要約】

【課題】噴流と被作業物とが衝突する衝突領域を検証する。
【解決手段】数値制御プログラムによって駆動される噴流祖業装置における噴流の衝突領域Ｒ１を解析するための噴流衝突領域確認方法であって、コンピュータの記憶装置４５に格納された噴流モデルＭ１、作業領域Ｍ２１および作業深さｄＬが設定された被作業物モデルＭ２、並びに駆動パラメータおよび数値制御プログラムを使用して、コンピュータの演算処理装置が、被作業物モデルＭ２および噴流モデルＭ１を駆動パラメータおよび数値制御プログラムに基づいて移動させる駆動演算ステップと、駆動演算ステップによって移動させた噴流モデルＭ１と作業領域Ｍ２１との衝突領域Ｒ１を求めて、衝突領域Ｒ１における作業深さｄＬを被作業物モデルＭ２から切除した衝突領域切除モデルＭ５を演算する切除演算ステップと、を実行する。
【選択図】図１１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ノズルから噴出した噴流を被作業物に衝突させて所定の作業をする噴流作業装置の前記噴流の衝突領域をコンピュータによって解析するための噴流衝突領域確認方法であって、
コンピュータの記憶装置に格納された、前記噴流を表す噴流モデル、前記所定の作業をする作業領域および作業深さが設定され前記被作業物を表す被作業物モデル、並びに前記作業における作業装置の駆動動作を規定する駆動パラメータおよび数値制御プログラムを使用して、
前記コンピュータの演算処理装置が、
前記被作業物モデルおよび前記噴流モデルを前記駆動パラメータおよび前記数値制御プログラムに基づいて移動させる駆動演算ステップと、
この駆動演算ステップによって移動させた噴流モデルと前記作業領域との衝突領域を求めて、前記衝突領域における前記作業深さを前記被作業物モデルから切除した衝突領域切除モデルを演算する切除演算ステップと、
を実行することを特徴とする噴流衝突領域確認方法。

【請求項2】

請求項１に記載の噴流衝突領域確認方法であって、
前記切除演算ステップにおいて、前記噴流モデルの移動に伴って逐次拡張される前記衝突領域を求め、前記衝突領域が逐次拡張された前記衝突領域切除モデルを経時的に前記コンピュータの表示装置に表示すること、
を特徴とする噴流衝突領域確認方法。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載の噴流衝突領域確認方法であって、
前記駆動演算ステップにおいて、前記噴流モデルは、前記数値制御プログラム中の噴出開始命令の発令時から、噴出停止命令の発令時までの区間において生成されること、
を特徴とする噴流衝突領域確認方法。

【請求項4】

請求項１ないし請求項３に記載の噴流衝突領域確認方法であって、
前記作業領域は、複数設けられ、
複数の前記作業領域は、当該作業領域に対する作業における前記被作業物モデル及び前記噴流モデルの姿勢に対応して設定されること、
を特徴とする噴流衝突領域確認方法。

【請求項5】

請求項１に記載の噴流衝突領域確認方法であって、
前記噴流モデルは、前記ノズルが回転する回転ノズルである場合には、非回転状態における前記回転ノズルから噴出した噴流を表す非回転時噴流モデルを当該回転ノズルの回転軸回りに回転させて求めた回転噴流モデルであること、
を特徴とする噴流衝突領域確認方法。

【請求項6】

請求項２に記載の噴流衝突領域確認方法であって、
前記記憶装置は、前記作業装置の形状を表す作業装置モデルを更に格納し、
前記演算処理装置は、
前記駆動演算ステップにおいて、前記作業装置モデルを前記駆動パラメータおよび前記数値制御プログラムに基づいて駆動させ、
前記切除演算ステップにおいて、前記噴流モデルの移動に伴って姿勢が変動する前記作業装置モデルを経時的に前記コンピュータの表示装置に表示すること、
を特徴とする噴流衝突領域確認方法。

【請求項7】

請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の噴流衝突領域確認方法を前記コンピュータに実行させるプログラム。

【請求項8】

ノズルから噴出した噴流を被作業物に衝突させて所定の作業をする噴流作業装置の前記噴流の衝突領域をコンピュータによって解析するための噴流衝突領域確認装置であって、
入力装置と、
この入力装置によって、前記噴流を表す噴流モデル、前記所定の作業をする作業領域および作業深さが設定され前記被作業物を表す被作業物モデル、並びに前記作業装置の駆動動作を規定する駆動パラメータおよび数値制御プログラムを格納する記憶装置と、
演算処理装置と、を備え、
前記演算処理装置は、前記噴流モデルおよび前記被作業物モデルを前記駆動パラメータおよび前記数値制御プログラムに基づいて移動させる駆動演算手段と、
この駆動演算手段によって移動させた噴流モデルと前記作業領域との衝突領域を求めて、前記衝突領域における前記作業深さを前記被作業物モデルから切除した衝突領域切除モデルを演算する切除演算手段と、
を備えたことを特徴とする噴流衝突領域確認装置。

【請求項9】

請求項８に記載の噴流衝突領域確認装置であって、
前記噴流モデルおよび前記被作業モデルを画像として表示する表示装置をさらに備え、
前記切除演算手段は、前記噴流モデルの移動に伴って逐次拡張される前記衝突領域を求め、前記衝突領域が逐次拡張された前記衝突領域切除モデルを経時的に前記表示装置に表示すること、
を特徴とする噴流衝突領域確認装置。

【請求項10】

請求項８に記載の噴流衝突領域確認装置であって、
前記駆動演算手段は、前記数値制御プログラム中の噴出開始命令の発令時から、噴出停止命令の発令時までの区間において前記噴流移動データを生成すること、
を特徴とする噴流衝突領域確認装置。

【請求項11】

請求項８に記載の噴流衝突領域確認装置であって、
前記切除演算手段は、前記被作業物モデルに対して、前記所定の作業をする作業領域および作業深さを設定する作業領域設定手段を備え、
前記作業領域設定手段は、前記噴流モデルが前記噴流の噴出方向において前記被作業物モデルにおける第１の外表面に衝突してから第２の外表面を貫通する場合は、前記第１と第２の外表面のうち、前記ノズルに近い前記第１の外表面に対して前記作業領域および作業深さを設定すること、
を特徴とする噴流衝突領域確認装置。

【請求項12】

請求項９に記載の噴流衝突領域確認装置であって、
前記記憶装置は、前記作業装置の形状を表す作業装置モデルを更に格納し、
前記演算処理装置は、
前記駆動演算手段は、前記作業装置モデルを前記駆動パラメータおよび前記数値制御プログラムに基づいて駆動させ、
前記切除演算手段は、前記噴流モデルの移動に伴って姿勢が変動する前記作業装置モデルを経時的に前記表示装置に表示すること、
を特徴とする噴流衝突領域確認方法。

【請求項13】

請求項８から請求項１２に記載の噴流衝突領域確認装置としてコンピュータを機能させるプログラム。

【請求項14】

請求項７または請求項１３に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、噴流衝突領域確認方法、噴流衝突領域確認装置、プログラム、およびコンピュータ読み取り可能な記録媒体に係り、特に、ＣＡＭシステムに好適に用いられる噴流衝突領域確認方法、噴流衝突領域確認装置、プログラム、およびコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。

【背景技術】

【0002】

被作業物に対向するノズルから高圧に昇圧した液体を噴出して洗浄やバリ取り加工等の作業をする洗浄装置がある。このような洗浄装置において、ノズルをＸＹＺ軸を持つ移動装置に配設し、被作業物をジグに固定し、移動装置がノズルを被作業物のねじ穴、交差穴、フライス切削部のエッジ（以下、「作業対象部位」という。）に沿って移動させることで、作業対象部位に残存するバリ、切りくずその他の異物を除去して洗浄する洗浄装置がある（例えば特許文献１）。
特許文献１に記載された洗浄装置では、液体の噴流が被作業物表面に衝突すると、噴流は、被作業物表面のうち、衝突した部位の表面に沿って、流れの方向を変化させる。このとき、噴流と被作業物表面の衝突した部位に残存するバリ、切りくずその他の異物は、噴流の動圧を受けて除去される。

【0003】

上述の洗浄装置では、作業対象部位の他、被作業物の全面に噴流を当てることが望ましい。しかし、一般的には、洗浄時間が限られているため、得られるべき洗浄効果に基づいて、作業対象部位を選別する。そして、選別した結果に応じて移動装置の移動プログラムを作成する。このような洗浄装置においては、ノズルの軌跡の選択が洗浄やバリ取り等の作業効果に大きな影響を及ぼす。

【0004】

このため、ユーザーは、作成した移動プログラムに基づいて、洗浄装置が被作業物を洗浄したときに、ノズルから噴出する噴流が被作業物に衝突する部位や領域（噴流の衝突領域）を予め確認したいという要望がある。
従来、噴流の衝突領域（噴流衝突領域）を確認する方法として、ユーザーは、予め塗料を被作業物の表面に塗布してから洗浄装置に投入して被作業物を洗浄し、洗浄後の塗膜の状態を確認していた。ユーザーは、洗浄によって被作業物の塗料が剥がれた領域を基準として噴流衝突領域を確認していた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平８−９０３６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

従来のように被作業物の塗膜が剥がれた領域から噴流衝突領域を確認する方法においては、次の問題があった。第１に、塗膜強度が強い場合において、実際に噴流が衝突した面積よりも塗膜が除去された面積が小さくなるため、塗膜の強度に影響されやすい。第２に、噴流は、被作業物表面に衝突したときに、噴流衝突領域における被作業物の表面の全周方向へ流れを変える。流れを変えた噴流が噴流衝突領域から拡大された領域まで塗膜を剥がしてしまうときがある。第３に、流れを変えた噴流が、２次噴流となって、被作業物の表面に衝突した場合に、その２次噴流の衝突領域の塗膜が剥がれるときがある。第４に、洗浄装置及び移動装置の移動プログラムが全て完成した時まで待たないと、作業対象部位に噴流が適切に衝突したか否かの検証ができない。
本発明は、噴流と被作業物との衝突部位を正確に検証することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題に鑑みて、本発明は、下記の構成を含みうる。
（１）ノズルから噴出した噴流を被作業物に衝突させて所定の作業をする噴流作業装置の前記噴流の衝突領域をコンピュータによって解析するための噴流衝突領域確認方法であって、コンピュータの記憶装置に格納された、前記噴流を表す噴流モデル、前記所定の作業をする作業領域および作業深さが設定され前記被作業物を表す被作業物モデル、並びに前記作業装置の駆動動作を規定する駆動パラメータおよび数値制御プログラムを使用して、前記コンピュータの演算処理装置が、前記被作業物モデルおよび前記噴流モデルを前記駆動パラメータおよび前記数値制御プログラムに基づいて移動させる駆動演算ステップと、この駆動演算ステップによって移動させた噴流モデルと前記作業領域との衝突領域を求めて、前記衝突領域における前記作業深さを前記被作業物モデルから切除した衝突領域切除モデルを演算する切除演算ステップと、を実行すること。
（２）前記切除演算ステップにおいて、前記噴流モデルの移動に伴って逐次拡張される前記衝突領域を求め、前記衝突領域が逐次拡張された前記衝突領域切除モデルを経時的に前記コンピュータの表示装置に表示すること。
（３）前記駆動演算ステップにおいて、前記噴流モデルは、前記数値制御プログラム中の噴出開始命令の発令時から、噴出停止命令の発令時までの区間において生成されること。
（４）前記作業領域は、複数設けられ、複数の前記作業領域は、当該作業領域に対する作業における前記被作業物モデル及び前記噴流モデルの姿勢に対応して設定されること。
（５）前記噴流モデルは、前記ノズルが回転する回転ノズルである場合には、非回転状態における前記回転ノズルから噴出した噴流を表す非回転時噴流モデルを当該回転ノズルの回転軸回りに回転させて求めた回転噴流モデルであること。
（６）前記記憶装置は、前記作業装置の形状モデルを更に収納し、
前記演算処理装置が、前記数値制御プログラムに基づいて移動中の前記噴流モデル及び前記作業装置の形状モデル、並びに前記切除中の前記被作業物モデルを継時的に画像表示装置に表示すること。
（７）前記記憶装置は、前記作業装置の形状を表す作業装置モデルを更に格納し、前記演算処理装置は、前記駆動演算ステップにおいて、前記作業装置モデルを前記駆動パラメータおよび前記数値制御プログラムに基づいて駆動させ、前記切除演算ステップにおいて、前記噴流モデルの移動に伴って姿勢が変動する前記作業装置モデルを経時的に前記コンピュータの表示装置に表示すること。
（８）上記（１）ないし（６）の確認方法をコンピュータに実行させるプログラム、そのプログラムの記憶媒体。
（９）ノズルから噴出した噴流を被作業物に衝突させて所定の作業をする噴流作業装置の前記噴流の衝突領域をコンピュータによって解析するための噴流衝突領域確認装置であって、入力装置と、この入力装置によって、前記噴流を表す噴流モデル、前記所定の作業をする作業領域および作業深さが設定され前記被作業物を表す被作業物モデル、並びに前記作業における作業装置の駆動動作を規定する駆動パラメータおよび数値制御プログラムを格納する記憶装置と、演算処理装置と、を備え、前記演算処理装置は、前記噴流モデルおよび前記被作業物モデルを前記駆動パラメータおよび前記数値制御プログラムに基づいて移動させる駆動演算手段と、この駆動演算手段によって移動させた噴流モデルと前記作業領域との衝突領域を求めて、前記衝突領域における前記作業深さを前記被作業物モデルから切除した衝突領域切除モデルを演算する切除演算手段と、を備えた噴流衝突領域確認装置。

【0008】

ここで、被作業物とは、はつり、加工、バリ取り、塗装など、噴流によって加工、処理、洗浄等される噴流作業の対象物をいう。

【0009】

上記構成によれば、次のような作用効果を得る。
（１）本発明に係る噴流衝突領域確認方法および噴流衝突領域確認装置は、前記噴流を表す噴流モデルと、前記所定の作業をする前記被作業物を表す被作業物モデルと、記憶装置に格納して使用することで、演算処理装置によって、作業装置におけるノズルから噴出した噴流、および被作業物の３次元形状を忠実に再現して把握することができる。
また、被作業物モデルに対して作業領域および作業深さを設定することで、演算処理装置による演算を簡素化して迅速かつ円滑な動作を確保することができる。
また、演算処理装置によって、前記噴流モデルおよび前記被作業物モデルを前記駆動パラメータおよび前記数値制御プログラムに基づいて移動させる駆動演算ステップを実行することで、噴流モデルおよび被作業物モデルを前記駆動パラメータおよび前記数値制御プログラムに基づいて忠実に再現して移動させることができるため、正確に噴流衝突領域を把握することができる。
また、衝突領域切除演算ステップによって、前記衝突領域における前記衝突面から所定の深さを切除した当該被作業物の衝突領域切除モデルを演算することで、衝突領域を画像として表示装置等に表示したり、予め設定した所期の被作業物モデルと対比して衝突領域が適正に形成されているかどうかを判定したりすることができる。
（２）本発明に係る噴流衝突領域確認方法および噴流衝突領域確認装置は、前記噴流モデルの移動に伴って前記衝突領域が逐次拡張された前記衝突領域切除モデルを経時的に前記コンピュータの表示装置に表示することで、例えば、前記作業装置が実行する作業を工程順に忠実に再現して動画として表示することができるため、ユーザーが目視によって作業状態を正確に把握することができる。
（３）本発明に係る噴流衝突領域確認方法および噴流衝突領域確認装置は、前記噴流モデルは、前記数値制御プログラム中の噴出開始命令の発令時から、噴出停止命令の発令時までの区間において生成されることで、作業装置が噴流を生成して所定の作業をする期間のみを対象として、衝突領域切除モデルを求める。
このため、実際の作業装置における作業期間に正確に対応させることができるため、実際の噴流作業に対応させた衝突領域切除モデルの形状データを求めることができる。
（４）本発明に係る噴流衝突領域確認方法において、複数の異なる作業領域を設定する場合には、当該作業領域ごとに被作業モデルの姿勢（割り出し角度等）や噴流モデルの姿勢（噴出方向等）に適合するように作業領域を設定する。
（５）本発明に係る噴流衝突領域確認方法において、前記ノズルが回転する回転ノズルである場合には、非回転状態における非回転時噴流モデルを当該回転ノズルの回転軸回りに回転させて求めた回転噴流モデルに置換えることにより、前記回転ノズルから噴出した噴流の移動軌跡を簡略化して、噴流モデルと被作業物モデルとの衝突領域を簡便に演算できる。
（６）前記駆動パラメータおよび前記数値制御プログラムに基づいて駆動される前記作業装置の形状を表す作業装置モデル、前記噴流モデル、および前記被作業物モデルを継時的に表示装置に表示することができる。これにより、ユーザーが駆動中の作業の様子を観察できる。実際の作業装置では、噴流が飛散し、噴流の様子が観察できないところ、本発明によれば、ユーザーは克明に作業装置が作業をする様子を確認できる。
（７）本発明に係るプログラムは、コンピュータに前記噴流衝突領域確認方法を実行させ、前記噴流衝突領域確認装置として機能させることができる。

【発明の効果】

【0010】

本発明は、噴流と被作業物との衝突部位を正確に検証する噴流衝突領域確認方法、噴流衝突領域確認装置、プログラム、およびコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施形態に係る噴流衝突領域確認装置を適用する洗浄装置を示す斜視図である。

【図2】本発明の実施形態の噴流衝突領域確認装置の構成を示す。

【図3】本発明の実施形態に係る噴流衝突領域確認装置における代表的なＧＵＩを示す。

【図4】本発明の実施形態に係る噴流衝突領域確認装置における下向きに棒状の噴流を噴出するノズルを示す斜視図である。

【図5】本発明の実施形態に係る噴流衝突領域確認装置における下向きに扇形に噴射するノズルを示す斜視図である。

【図6】本発明の実施形態に係る噴流衝突領域確認装置における下向きに噴射する回転ノズルを示す斜視図である。

【図7】図６の回転ノズルが回転している状態の斜視図を示す。

【図8】本発明の実施形態に係る噴流衝突領域確認装置における洗浄ランスを示す斜視図である。

【図9】図８の洗浄ランスが回転している状態の斜視図を示す。

【図10】本発明の実施形態の噴流衝突領域確認方法のフローチャートを示す。

【図11】本発明の実施形態の噴流衝突領域確認方法の動作を説明するための斜視図を示す。

【図12】本発明の実施形態における、洗浄ランスによる洗浄状態を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

適宜図を参照して、本発明の実施形態に係る噴流衝突領域確認装置４０（図２参照）について、適宜図１から図１６を参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、図１に示すように、作業装置である洗浄装置１０を例として説明する。
洗浄装置１０は、被作業物である被洗浄物１７に洗浄液の噴流３１Ｆを衝突させて、被洗浄物１７の表面に付着している異物やバリを除去する装置である。

【0013】

〈洗浄装置〉
洗浄装置１０は、図１に示すように、数値制御されてＸＹＺ方向に自在に移動できるクイル１１と、クイル１１に設けられるタレット１２と、タレット１２のタレット面にそれぞれスピンドル１３と共に取り付けられるノズル２１、２３、２５を備えている。ノズル２１、２３、２５の内、下向きに割り出した一つのノズル２１は、Ｃ軸方向に回転又はその回転角度を位置決めできる。また、洗浄装置１０は、被洗浄物１７を載置する載置台１６を備えている。載置台１６は、被洗浄物１７を載置した状態でＡ軸方向に自在に回転でき、回転角度を割り出しできる。

【0014】

なお、本実施形態においては、洗浄装置１０の軸構成をタレット１２に対して、ＸＹＺ軸方向、およびＣ軸方向の３軸構成とし、載置台１６に対してＡ軸方向の１軸構成としたが、これに限定されるものではなく、種々の駆動軸構成を採用することができる。

【0015】

洗浄装置１０は、洗浄装置１０の駆動動作を制御する駆動パラメータおよび数値制御プログラムを使用してタレット１２や載置台１６の駆動動作、およびノズル２１、２３、２５（適宜、「ノズル２１等」という。）の洗浄動作を制御する。
駆動パラメータは、例えば、軸ストローク、軸速度、加速度等を設定するパラメータであり、数値制御プログラムは、いわゆるＧコードと呼ばれ、移動目標座標を移動モードとともに記載したプログラムである。

【0016】

洗浄装置１０は、クイル１１の位置座標、載置台１６の回転角度、ノズル２１、２３、２５の割出角度、又はノズル２１、２３、２５の回転速度をコンピュータ制御することにより、ノズル２１、２３、２５の内、下向きに割り出したノズル２１を被洗浄物１７に対向させる。そして、下向きに割出したノズル２１から被洗浄物１７に向けて洗浄液を噴射することで、被洗浄物１７に洗浄液の噴流３１Ｆを衝突させる。被洗浄物１７の、洗浄が必要な個所に噴流３１Ｆを衝突させることで、その箇所に付着した異物やバリを除去する。

【0017】

なお、ノズル２１、２３、２５の取付け個数、タレット１２に取り付けられるノズルの種類は適宜変更できる。また、一つのタレット面に複数のノズルを回転又は回転角度の割り出しができるように取付けても良い。

【0018】

洗浄装置１０は、ノズル２１、２３、２５の内、タレット１２によって下方に割出したノズル２１からのみ洗浄液を噴射する。割り出したノズル２１は、タレット１２に回転軸１４の周りに回転可能（Ｃ軸方向）に接続される。

【0019】

〈噴流衝突領域確認装置〉
図２に示すように、噴流衝突領域確認装置４０は、洗浄装置１０から噴出した噴流３１Ｆが被洗浄物１７に衝突する衝突領域Ｒ１（図１１）を解析するための装置であり、ワークステーション又は汎用パーソナルコンピュータで構成される。また、噴流衝突確認装置４０は、数値制御装置の一部構成として組込まれても良い。噴流衝突領域確認装置４０は、ＣＡＭ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ ａｉｄｅｄ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）システムに好適に採用することができる。

【0020】

噴流衝突領域確認装置４０は、演算処理装置であるＣＰＵ４１と、入力装置４２と、表示装置４３と、出力装置４４と、記憶装置４５と、これらの装置を通信可能に接続するバス４６と、を備えている。
入力装置４２は、キーボード、スイッチ、タッチパネル、マウスその他のポインティングデバイス、又は、ＵＳＢポート、光学ドライブ、ＬＡＮ接続ポート、インターネット接続ポートその他の入出力ポートを含む。表示装置４３は、ＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ ｕｓｅｒ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を備えている。出力装置４４は、スピーカ、プリンタ、又は、ＵＳＢポート、光学ドライブ、ＬＡＮ接続ポート、インターネット接続ポートその他の入出力ポートを含む。記憶装置４５は、ＲＡＭその他の主記憶装置、及び磁気ドライブ、フラッシュメモリその補助記憶装置を含む。

【0021】

記憶装置４５は、ユーザー（不図示）が入力装置４２を使用して入力した種々のデータや数値制御プログラム、およびＣＰＵ４１によって求められた演算結果を記憶することができる。

【0022】

記憶装置４５は、図２に示すように、ＣＰＵ４１に所定の演算動作を実行させる演算プログラムを格納する演算プログラム記憶手段４５ａと、噴流３１Ｆの形状を表す噴流モデルＭ１、被洗浄物１７の形状を表す被洗浄物モデルＭ２、洗浄装置１０の形状を表す洗浄装置モデルＭ３、及びノズル２１等の形状を表すノズルモデルＭ４（図３参照）を格納する形状記憶手段４５ｂと、洗浄装置１０の駆動動作を規定する駆動パラメータを格納するパラメータ記憶手段４５ｃと、駆動パラメータおよび数値制御プログラムを格納する数値制御プログラム記憶手段４５ｄと、を備えている。

【0023】

ＣＰＵ４１は、図２と図３に示すように、被洗浄物モデルＭ２や噴流モデルＭ１等を仮想空間上で移動させる駆動演算手段４１ａと、被洗浄物モデルＭ２と噴流モデルＭ１との衝突領域Ｒ１（図１１参照）を求めて衝突領域切除モデルＭ５を演算する切除演算手段４１ｂと、被洗浄物モデルＭ２や噴流モデルＭ１等の移動に伴う干渉を監視する干渉監視演算手段４１ｃと、備え、記憶装置４５に格納された演算プログラムによってこれらの演算処理を実行する。

【0024】

なお、ＣＰＵ４１に所定の演算動作を実行させる演算プログラムは、噴流衝突領域確認装置４０とＷＡＮ、インターネットで接続される別のサーバーに記憶され、演算の一部をそのサーバーが請け負っても良い。

【0025】

駆動演算手段４１ａは、記憶装置４５のパラメータ記憶手段４５ｃに格納された駆動パラメータ、および数値制御プログラム記憶手段４５ｄに格納された数値制御プログラムを使用して、仮想空間上で洗浄装置モデルＭ３を実際の洗浄装置１０（図１参照）と同様に駆動させる。駆動演算手段４１ａは、例えば、一般的なＣＡＭ上の機能として提供させる部品加工用のシミュレータを適用して実現することができる。

【0026】

このため、仮想空間上では、洗浄装置モデルＭ３を駆動させることで、載置台モデルＭ３１が駆動して被洗浄物モデルＭ２をＡ軸方向に適宜回転させて作業面を割り出しながら、ノズルモデルＭ４とともに噴流モデルＭ１を移動させて実際の洗浄装置１０（図１参照）と同様の動作を行う。

【0027】

切除演算手段４１ｂは、駆動演算手段４１ａによって移動させた噴流モデルＭ１とユーザーまたは初期設定によって設定された作業領域Ｍ２１との衝突領域Ｒ１を求めて、衝突領域Ｒ１における作業深さｄＬ（図１１参照）を被洗浄物モデルＭ２から切除した衝突領域切除モデルＭ５を演算する。

【0028】

干渉監視演算手段４１ｃは、被洗浄物モデルＭ２と洗浄装置モデルＭ３との干渉を監視する装置であり、洗浄装置モデルＭ３の駆動によって移動する被洗浄物モデルＭ２がノズルモデルＭ４、および載置台モデルＭ３１に干渉しないように監視する装置である。

【0029】

図３は、表示装置４３の代表的な表示画面（ＧＵＩ）を示している。表示装置４３は、駆動演算手段４１ａ、切除演算手段４１ｂによって仮想空間上で駆動する洗浄装置モデルＭ３、洗浄装置モデルＭ３の駆動に伴って移動するノズルＭ４、噴流モデルＭ１、及び、洗浄装置モデルＭ３と共に移動する被洗浄物モデルＭ２、および噴流モデルＭ１によって衝突領域Ｒ１が切除される衝突領域切除モデルＭ５を表示する。このときに、被洗浄物１７の形状データ４７ａの衝突領域Ｒ１を強調して表示できる（図１０参照）。

【0030】

噴流衝突領域確認装置４０（図２参照）は、洗浄装置１０から噴出された実際の噴流３１Ｆを所定の３次元形状の形状データからなる噴流モデルＭ１（図４と図１１の噴流３１を参照）として記憶装置４５の形状記憶手段４５ｂ（図２参照）に記憶する。そして、噴流衝突領域確認装置４０が設定した理論上の噴流３１（図４参照）と被洗浄物１７との衝突領域Ｒ１（図１１参照）を演算する。

【0031】

〈噴流の形状データ〉
洗浄装置１０における種々のノズルに適用する噴流モデルＭ１（噴流３１〜３６）について、図４から図９を参照しながら詳細に説明する。
図４を参照して、下向きに棒状の噴流を噴出するノズル２１における噴流モデルＭ１（噴流３１）について説明する。ノズル２１は、スピンドル１３に固定されるフランジ２９と、Ｚ軸方向に延びる軸部１３ｂと、からなる。ノズル２１は、軸部２１ａの先端から、回転軸１４と同軸に、Ｚ軸方向に棒状の噴流３１を噴出する。

【0032】

噴流衝突領域確認装置４０（図２参照）は、噴流３１の径ｄ１をノズル２１の噴口２１ｂの開口径と同一の円柱形として噴流３１の形状データとして設定することができる。実際には、噴流３１Ｆ（図１参照）は、噴口２１ｂから離れるにしたがって、次第に広がりを持つため、厳格に適用する必要を有するような場合には、噴流衝突領域確認装置４０（図２参照）が設定する噴流３１の形状データは、円柱形状ではなく噴口２１ｂの開口径から所定の広がりをもつ形状データとしても良い。

【0033】

洗浄装置１０において、噴流３１Ｆ（図１参照）は、被洗浄物１７、載置台１６、又は洗浄装置１０のスプラッシュカバー（不図示）に接触するまでの決まっていない長さをもつ。
ＣＰＵ４１（図２参照）は、噴流３１の長さを一定の有効長さＬとして、有効長さＬを噴流の形状データとして設定することができる。例えば、ＣＰＵ４１は、噴口２１ｂの開口径や噴流の圧力等の使用条件から有効長さＬを演算して求めて、記憶装置４５に格納することができる。噴流に有効長さＬを与える事で、不定形の噴流に形を与えて噴流の形状データが形成する３次元形状のモデルを「噴流モデルＭ１（噴流３１）」として設定することができる。
このように、ＣＰＵ４１が演算して求めた演算結果を記憶装置４５に格納することを、単に「噴流衝突領域確認装置４０が設定する」ということがある。なお、本実施形態においてはＣＰＵ４１が有効長さＬを演算したが、これに限定されるものではなく、予めノズル２１の規格データとして設定してもよいし、ユーザが入力装置４２を介して設定してもよい。

【0034】

噴流３１の有効長さＬは、噴流３１の有効範囲（噴流３１が洗浄等の作業能力を発揮しうる範囲）として利用する。

【0035】

洗浄装置１０において、例えば、２０〜５０ＭＰａの高圧で被洗浄物１７のバリ取り又は洗浄を行う場合、実際の噴流３１Ｆ（図１参照）は、噴口２１ｂからある程度の距離ＬＡまで、棒状の流れとなる。そして、噴流３１Ｆは、噴口２１ｂからの距離ＬＡから距離ＬＢまで、周囲の流体（例えば空気）を巻き込んで気泡が生じた乱れた流れとなり、距離ＬＢを過ぎると液滴状の流れとなる。そして、バリ取り又は洗浄に有効な範囲は、長くても距離ＬＢ程度までと考えられる。
この場合においては、噴流衝突領域確認装置４０（図２参照）は、噴流３１の有効長さＬを、距離ＬＢに設定できる。噴流３１の有効長さＬは、作業の種類、噴流３１の形状を考慮して、適宜設定できる。

【0036】

このように構成した場合、噴流衝突領域確認装置４０（図２参照）は、ノズル２１の噴口２１ｂと被洗浄物１７との距離が遠くなりすぎて噴流３１の有効長さＬを超える場合には、噴流３１と被洗浄物１７との衝突が十分に行われていないことを判断できる。

【0037】

なお、洗浄装置１０は、噴流３１に替えて、中実円錐又は中空円錐の噴射形状の噴流を利用できる。この場合には、噴流衝突領域確認装置４０（図２参照）は、噴流形状を有効長さＬの円錐形状を噴流の形状データとして設定する。

【0038】

図５を参照して、扇形の噴流３２を噴出する扇形ノズル２２について説明する。扇形ノズル２２は、フランジ２９と、Ｚ軸方向に延びる軸部２２ａを備えている。扇形の噴流３２は、軸部２２ａの先端から軸部２２ａの中心軸を中心に、厚みｄ２をもち、先端角Ａ［°］の広がりをもつ。噴流３２の厚みｄ２は、噴口２２ｂの開口径と同一とできる。

【0039】

噴流衝突領域確認装置４０（図２参照）は、扇形の噴流３２に対しては、一定の有効長さＬをもつ、軸部２２ａの先端を頂点とする二等辺三角形を厚み方向にｄ２だけ引き延ばした形状を噴流３２の噴流モデルＭ１として設定する。

【0040】

なお、図４及び図５は、Ｚ軸方向に噴射するノズル２１，２２を例示したが、噴流衝突領域確認装置４０（図２参照）は、Ｘ軸方向又はＹ軸方向に軸部の先端付近から噴射するノズルであっても、重力の影響は噴流の噴射速度に対して無視できる程度であるから、同様に適用することができる。

【0041】

図６と図７を参照して、回転ノズル２３について説明する。
噴流衝突領域確認装置４０（図２参照）は、図６に示すように、ノズルが回転する回転ノズル２３である場合には、非回転状態（停止時）における回転ノズル２３から噴出した噴流３３の形状データが形成する非回転時の噴流モデルＭ１を求める。
そして、図７に示すように、非回転時の噴流モデルＭ１を回転ノズル２３の回転軸１４の回りに回転させて回転噴流モデル３４を求める。そして、この回転噴流モデル３４を回転ノズル２３を回転させた場合の噴流モデルＭ１として適用する。

【0042】

具体的には、図６に示すように、停止時の回転ノズル２３は、フランジ２９と、Ｚ方向に延びる軸部２３ａと、軸部２３ａの先端に固定され、ＸＹ方向に広がる直方体のブロック２３ｂとを備えている。回転ノズル２３は、ブロック２３ｂの各頂点付近から、Ｚ方向に棒状の噴流３３を噴出する。噴流衝突領域確認装置４０（図２参照）は、棒状の噴流３３を非回転時の噴流モデルＭ１として設定する。

【0043】

図７を参照して、回転ノズル２３を回転させたときの回転体形状２４について説明する。ブロック２４ｂは、停止時のブロック２３ｂ（図６参照）を回転軸１４を中心に回転させた回転体形状である。回転噴流モデル３４は、停止時の噴流３３（図６参照）を回転軸１４を中心に回転させた回転体形状であり、厚みｄ３の中空円筒状をなす。回転噴流モデル３４の直径Ｄは、回転ノズル２３の噴口２３ｃの配置された配置径Ｄ（ピッチサークル径）と同一とする。回転噴流モデル３４の厚みｄ３は、回転ノズル２３の噴口２３ｃの開口径と同一に設定する。

【0044】

このようにして、噴流衝突領域確認装置４０（図２参照）は、回転噴流モデル３４の形状を回転ノズル２３の噴流の形状データとして設定する。噴流３３（図６参照）の径ｄ３および有効長さＬは上述のノズル２１（図４参照）と同様に設定する。

【0045】

実際には、洗浄装置１０において、回転ノズル２３を回転軸１４を中心に回転させながらＸＹ平面上を移動すると、噴流（３４）の軌跡は、ＸＹ平面上でわずかに螺旋運動をする。しかし、回転噴流モデル３４を回転ノズル２３を回転させた場合の噴流モデルとして設定することで、回転ノズル２３の使用形態に近似させることができるため、衝突領域の演算が容易になる。

【0046】

なお、回転噴流モデル３４の形状を中空円筒に替えて、中実円筒形状を利用できる。中実円筒を用いた場合には、移動軌跡が噴流の配置径Ｄよりも短いときに、噴流接触部位の演算の正確性が落ちる。しかし、棒状噴流のノズルと同様に回転ノズルを扱えるため、非常に便利である。

【0047】

なお、回転ノズル２３の噴流を、直線棒状の噴流３３（図６参照）に替えて、扇形の噴流３２を利用できる。この場合、回転ノズルを回転させたときの噴流は、円錐台の形状として利用できる。

【0048】

〈洗浄ランス〉
図８と図９を参照して、噴流を拡散して噴出するノズルである洗浄ランス２５について説明する。図８に示すように、洗浄ランス２５は、フランジ２９と、Ｚ方向に延びる軸部２５ａと、を備えている。軸部２５ａの先端から、噴射する方向が回転軸１４に対してθ１の角度をもって棒状の噴流３５を複数箇所（例えば、回転軸に対して対象位置に２か所）から噴出する。噴流３５の径ｄ４は、噴口２５ｂの開口径と同一である。軸部２５ａは、複数の噴流３５によるＸＹ方向の反力を相互に打ち消すように噴出口を備えることができる。噴流３５は、有効長さＬとする。洗浄ランス２５は、回転軸１４を中心に回転する。

【0049】

図９を参照して、洗浄ランス２５（図８参照）が回転した状態にある洗浄ランス２６について説明する。回転時の洗浄ランス２６の形状は、停止時の洗浄ランス２５を、回転軸１４を中心に回転した形状である。洗浄ランス２６から生ずる噴流３６は、長さＬ、厚みｄ４の円錐面を成す。円錐面と回転軸１４が成す角度はθ１である。
洗浄ランス２５（図８参照）を回転させながら回転軸１４に沿って軸方向に移動させると、回転軸１４を中心とする円筒面状の噴流３５の軌跡は、円筒面に沿ってらせん形状をなす。噴流３５（図８参照）の回転形状を円錐面の噴流３６として設定することで、噴流３６と被洗浄物１７との衝突領域を簡便に演算できる（図１１参照）。

【0050】

なお、噴流衝突領域確認装置４０（図２参照）は、軸２６ａの先端から噴射する複数の噴流３５（図８参照）が、回転軸１４から異なる角度をもっている場合には、それぞれの噴流３５を回転軸１４に沿って回転して形成される複数の円錐面をそれぞれの噴流３５の噴流モデルＭ１として設定できる。

【0051】

なお、噴流３１（図４）、噴流３２（図５）、噴流３４（図７）、噴流３６（図９）のそれぞれの有効長さＬは、共通の長さとしてよいが、噴流毎に変更できる。

【0052】

＜被洗浄物モデル＞
図１１を参照して、被洗浄物モデルＭ２について説明する。被洗浄物モデルＭ２は、被洗浄物１７の立体的形状を表すモデルであり、例えば立体的形状の内部を表現できるソリッドモデルを適用する。被洗浄物モデルＭ２は、洗浄装置モデルＭ３を仮想空間上で駆動させることで被洗浄物モデルＭ２も移動したり、形状が変化したりするが、姿勢や形状が変化した状態が逐次演算される。洗浄装置モデルＭ３から衝突領域Ｒ１における作業深さｄＬが切除されたソリッドモデルを衝突領域切除モデルＭ５という。被洗浄物モデルＭ２、衝突領域切除モデルＭ５は、形状記憶手段４５ｂに格納される。

【0053】

被洗浄物モデルＭ２には、予めユーザーまたは切除演算手段４１ｂにおける初期設定によって、作業領域Ｍ２１（Ｍ２１Ａ，Ｍ２１Ｂ）と、作業深さｄＬと、が設定される。設定された作業領域Ｍ２１は、形状記憶手段４５ｂに格納される。

【0054】

作業領域Ｍ２１（Ｍ２１Ａ，Ｍ２１Ｂ）は、洗浄装置１０（図１参照）が被洗浄物１７に対して洗浄を行う作業領域を被洗浄物モデルＭ２に対して設定した作業領域であり、噴流モデルＭ１が被洗浄物モデルＭ２に衝突する被洗浄物モデルＭ２の外表面に対して設定する。作業深さｄＬは、作業の内容に応じて適宜、ユーザーまたは切除演算手段４１ｂにおける初期設定によって設定され、パラメータ記憶手段４５ｃに格納される。

【0055】

作業領域Ｍ２１および作業深さｄＬは、被洗浄物１７（被洗浄物モデルＭ２）やノズル２１等（ノズルモデルＭ４）の姿勢によって、被洗浄物モデルＭ２に対する作業工程ごとに、複数設定することができる。
具体的には、第１の作業工程では、噴流モデルＭ１が図１１の上側の第１の外表面（Ｍ２１Ａ）に衝突して、第１の作業領域Ｍ２１Ａに対して作業し、第２の作業工程では、被洗浄物モデルＭ２の姿勢が変わって図１１において上下が反転されて、図示は省略するが、噴流モデルＭ１が図１１の下側の第２の外表面（Ｍ２１Ｂ）に衝突して、第２の作業領域Ｍ２１Ｂに対して作業するような作業形態である。

【0056】

このような作業形態において、ユーザーが作業領域を設定する場合には、噴流モデルＭ１が図１１の上側の第１の作業領域Ｍ２１Ａに対して作業をする作業工程においては、第１の作業領域Ｍ２１Ａを作業領域として設定し、噴流モデルＭ１が図の下側の第２の作業領域Ｍ２１Ｂに対して作業をする作業工程においては、第２の作業領域Ｍ２１Ｂを作業領域として設定する。

【0057】

作業領域Ｍ２１の設定は、ユーザーが行ってもよいが、切除演算手段４１ｂが初期設定（作業領域設定手段４１ｂ１）として作業深さｄＬに基づいて演算し、設定することもできる。

【0058】

切除演算手段４１ｂが作業領域を設定する場合には、作業領域設定手段４１ｂ１は、第１の作業工程において、噴流モデルＭ１が噴流の噴出方向において被洗浄物モデルＭ２の第１の外表面（Ｍ２１Ａ）に衝突してから第２の外表面（Ｍ２１Ｂ）を貫通する場合は、第１と第２の外表面（Ｍ２１Ａ，Ｍ２１Ｂ）のうち、ノズルモデルＭ４から見てノズルモデルＭ４に近い第１の外表面（Ｍ２１Ａ）に対して作業領域Ｍ２１Ａおよび作業深さｄＬを設定する。

【0059】

第２の作業工程においても同様に、被洗浄物モデルＭ２の姿勢が変わって図１１において上下が反転されると、作業領域設定手段４１ｂ１は、噴流モデルＭ１が噴流の噴出方向において被洗浄物モデルＭ２の第２の外表面（Ｍ２１Ｂ）に衝突してから第１の外表面（Ｍ２１Ａ）を貫通するため、第１と第２の外表面（Ｍ２１Ａ，Ｍ２１Ｂ）のうち、ノズルモデルＭ４から見てノズルモデルＭ４に近い第２の外表面（Ｍ２１Ｂ）に対して作業領域Ｍ２１Ｂおよび作業深さｄＬを設定する。

【0060】

切除演算手段４１ｂは、第１の作業工程においては、ノズルモデルＭ４に近い作業領域Ｍ２１Ａに対して衝突領域Ｒ１を求めて、衝突領域Ｒ１における作業深さｄＬが切除された衝突領域切除モデルＭ５を演算する。また、被洗浄物モデルＭ２の姿勢が変わって図１１において上下が反転された場合には、第１と第２の外表面（Ｍ２１Ａ，Ｍ２１Ｂ）のうち、ノズルモデルＭ４に近い第２の外表面（Ｍ２１Ｂ）に対して作業領域Ｍ２１Ｂおよび作業深さｄＬを設定する。

【0061】

作業領域Ｍ２１における作業深さｄＬは、被洗浄物モデルＭ２の表面の内側にごく薄い厚みｄＬをもつ形状として設けられる。作業領域Ｍ２１は、被洗浄物モデルＭ２の表面に対して、複数の表面毎、又は種別毎に分割して設けることができる。

【0062】

作業深さｄＬの厚みは、加工前と加工後の被洗浄物１７の形状が大きく変わらない程度に設定する。例えば、作業深さｄＬの厚みは、０．００１ｍｍから１ｍｍの範囲から決定される。作業が洗浄の場合には、厚みｄＬは、非常に小さく設定できる。洗浄の前後で形状の変化はほとんど視認されないためである。作業がサンドブラストの場合、厚みｄＬは、例えば０．５ｍｍなど、作業の深さに応じて設定され得る。

【0063】

作業領域Ｍ２１は、被洗浄物モデルＭ２のうち、洗浄装置１０における載置台１６（図１参照）や図示しない配管等によって噴流３１Ｆが遮られ、被洗浄物１７に接触しえない部分を除いて設定され得る。

【0064】

噴流衝突領域確認装置４０は、衝突領域Ｒ１を求める作業領域Ｍ２１を設定することで、洗浄装置１０（図１参照）における噴流３１Ｆが遮られるため噴流３１Ｆが接触しない箇所を再現できる。

【0065】

切除演算手段４１ｂは、被洗浄物モデルＭ２において、作業領域Ｍ２１（Ｍ２１Ａ，Ｍ２１Ｂ）として設定されていない領域を非作業領域Ｍ２２とする。

【0066】

なお、本実施形態においては、作業深さｄＬを被洗浄物モデルＭ２の表面から内側に設定したが、これに限定されるものではなく、被洗浄物モデルＭ２の表面から外側（塗装膜のように肉盛りする方向）に作業深さｄＬを設定してもよい。作業領域Ｍ２１が被洗浄物１７の外側に設けられた場合、非作業領域Ｍ２２は、被洗浄物１７の形状データと同一の領域で定められる。

【0067】

以上のように構成された本実施形態に係る噴流衝突領域確認装置４０による噴流衝突領域確認方法について、主として図１０と図１１を参照しながら説明する。図１０に示すように、先ず、ユーザー（不図示）は、被洗浄物モデルＭ２、洗浄装置モデルＭ３、および載置台モデルＭ３１を記憶装置４５（図２参照）に格納する（Ｓ１）。戴置台モデルＭ３１は、戴置台１７の形状及び配管、クランプ装置その他の付帯装置の形状を正確に再現されている。

【0068】

次いで、ユーザー（不図示）は、洗浄装置１０に装着されるノズル２１等（図１参照）の各々のノズルモデルＭ４（図３参照）を、入力装置４２を介して、記憶装置４５に格納する。併せて、ユーザーは、ノズルモデルＭ４から噴出する噴流３１、３４、３６の噴流モデルＭ１を、入力装置４２を介して、記憶装置４５に格納する（Ｓ２）。

【0069】

ユーザーは、入力装置４２を介して、洗浄装置１０の駆動動作を規定する駆動パラメータおよび数値制御プログラムを入力する（Ｓ３）。入力された駆動パラメータは、パラメータ記憶手段４５ｃに格納される。入力された数値制御プログラムは、数値制御プログラム記憶手段４５ｄに格納される。

【0070】

ＣＰＵ４１（図２参照）は、駆動演算手段４１ａ（図２参照）によって駆動演算ステップ（Ｓ４）と、切除演算手段４１ｂ（図２参照）によって切除演算ステップ（Ｓ５）と、干渉監視演算手段４１ｃ（図２参照）による干渉監視演算ステップ（Ｓ６）と、を実行する。

【0071】

駆動演算手段４１ａ（図２参照）は、パラメータ記憶手段４５ｃに格納された駆動パラメータ、および数値制御プログラム記憶手段４５ｄに格納された数値制御プログラムを使用して、仮想空間上で洗浄装置モデルＭ３を実際の洗浄装置１０（図１参照）と同様に駆動させる。つまり、駆動演算手段４１ａは、洗浄装置モデルＭ３を駆動させることで、載置台モデルＭ３１が駆動して被洗浄物モデルＭ２をＡ軸方向に適宜回転させて作業面を割り出しながら、ノズルモデルＭ４とともに噴流モデルＭ１を移動させて、洗浄装置モデルＭ３に対して実際の洗浄装置１０（図１参照）と同様の動作を行わせる（Ｓ４）。

【0072】

かかる構成により、本発明の実施形態に係る噴流衝突領域確認方法は、駆動演算手段４１ａによって、記憶装置４５に格納されている駆動パラメータ、および数値制御プログラムを利用して洗浄装置モデルＭ３を駆動させるため、正確な時間軸に対する洗浄装置１０（図１参照）と同様の動作を仮想空間上で再現できる。

【0073】

切除演算手段４１ｂ（図２参照）は、複数の作業領域Ｍ２１Ａ，Ｍ２１Ｂのうち、第１の作業工程においては、ユーザーまたは切除演算手段４１ｂにおける初期設定によって設定された作業領域Ｍ２１（図１１参照）のみに対して衝突領域Ｒ１を求めて、衝突領域Ｒ１における作業深さｄＬが切除された衝突領域切除モデルＭ５を演算する（Ｓ５）。時間軸に対する変化した衝突領域切除モデルＭ５の形状は、形状記憶手段４５ｂに記憶される。

【0074】

本発明の実施形態に係る噴流衝突領域確認方法は、切除演算ステップＳ５において、駆動パラメータ及び数値制御プログラムによって忠実にその動きが再現された洗浄装置モデルＭ３から噴流モデルＭ１と被洗浄物モデルＭ２との衝突領域Ｒ１（図１１参照）が精密に演算される。また、作業領域Ｍ２１は、被洗浄物モデルＭ２の表面のごく近傍の作業深さｄＬを切除するため、噴流モデルＭ１によって作業領域Ｍ２１が切除された後の衝突領域切除モデルＭ５の形状は、切除前の形状と大きく変化しない。特に、ｄＬが殆ど０であるときにおいては、衝突領域切除モデルＭ５は、その形状が被洗浄物モデルＭ２と見分けできず、衝突領域が強調表示されただけのように見える。ｄＬが０でないため、記憶装置４５は、一部の表面が切除された切除モデルＭ５を格納できる。切除モデルＭ５の形状が被洗浄物モデルＭ２の形状と異なるため、噴流衝突領域確認装置４０は、噴流モデルＭ１と被洗浄物モデルＭ２との衝突領域Ｒ１（図１１参照）を認識できる。
このため、本発明の実施形態に係る噴流衝突領域確認方法は、噴流モデルＭ１と被洗浄物モデルＭ２との衝突領域Ｒ１（図１１参照）を明瞭に表せる。

【0075】

このときに、切除演算手段４１ｂは、切除された範囲である、衝突領域Ｒ１に、着色又は輪郭線表示することにより強調表示できる。噴流モデルＭ１によって、被洗浄物モデルＭ２が加工されることにより、噴流モデルＭ１による衝突領域Ｒ１が記憶装置４５に記憶される。

【0076】

干渉監視演算手段４１ｃは、駆動演算手段４１ａによって駆動している、洗浄装置モデルＭ３（載置台モデルＭ３１及びノズルモデルＭ４とを含む。）と、被洗浄物モデルＭ２とが干渉しないことを監視する（図１０のＳ６）。ステップＳ４ないしＳ６は、同時に処理され得る。表示装置４３は、上述のように、ステップＳ４ないしＳ６の洗浄状況を表示する。

【0077】

図１１では、噴流３１（図４参照）の噴流モデルＭ１を例にとって説明したが、ノズル２１の形状およびノズル２１から噴出する噴流３１の形状が異なっても、同様に、噴流モデルＭ１と被洗浄物モデルＭ２との衝突領域Ｒ１を求めて、衝突領域Ｒ１における作業深さｄＬが切除された衝突領域切除モデルＭ５を演算することは上述の説明と変わりない。

【0078】

図１１に示すように、噴流衝突領域確認装置４０が、複数の作業領域Ｍ２１（Ｍ２１Ａ，Ｍ２１Ｂ）を設けた場合には、切除演算手段４１ｂ（図２参照）は、洗浄工程において、使用しているノズルの種類、ノズルの姿勢（例えばＣ軸座標値）、被洗浄物モデルＭ２の姿勢によって、その洗浄工程の間、複数の作業領域Ｍ２１（Ｍ２１Ａ，Ｍ２１Ｂ）のうち、ノズルモデルＭ４に近い作業領域Ｍ２１Ａに対して衝突領域Ｒ１を求めて、衝突領域Ｒ１における作業深さｄＬが切除された衝突領域切除モデルＭ５を演算する。

【0079】

また、切除演算手段４１ｂ（図２参照）は、他の工程において、横向き噴射のノズルを利用する場合には、その時々の姿勢において、ノズルの噴流が向く側の作業領域Ｍ２１を、ノズルの円周方向の位置決め角度を表すＣ軸座標に基づいて、衝突領域Ｒ１を演算する。

【0080】

切除演算ステップ（Ｓ５）において、予め設定した作業領域Ｍ２１Ａに対して衝突領域Ｒ１における作業深さｄＬを切除することで、噴流モデルＭ１が被洗浄物モデルＭ２を貫通した場合に、貫通した裏面側を切除せず、噴流が接触した表面側のみを切除するため、本来噴流が衝突しない被洗浄物の裏側に表側のノズルの軌跡が写らない。したがって、ノズル及び被洗浄物１７の姿勢が種々変化する洗浄装置１０による、噴流と被洗浄物１７との衝突領域Ｒ１を、コンピュータ上で正確に再現できる。

【0081】

ただし、洗浄装置１０が被洗浄物１７、又はノズルの姿勢を変更できない場合には、複数の作業領域Ｍ２１を設けることを要しない。また、被洗浄物１７の洗浄対象箇所が特定の面に集中しており、被洗浄物１７の裏面に対しての噴流の突き抜けが問題とならない場合においても、同様である。

【0082】

載置台１６についても、上述の被洗浄物と同様に、噴流が衝突する部位を演算できる。このように構成すれば、ユーザーは、載置台１６や載置台１６に配設された配管等の付帯装置の表面の内、噴流３４と衝突する位置を特定できる。載置台１６の付帯装置としてプラスチックス材料や配管の一部が露出している場合、これらの付帯装置は噴流３４によってダメージを受けやすい。上記の場合には、載置台１６や載置台１６の付帯装置のダメージを受ける部位を確認できる利点がある。

【0083】

なお、噴流衝突領域確認装置４０は、切除演算手段４１ｂ（図２参照）に対して、噴流３４が、載置台１６や付帯装置との衝突部５７を切除しないように設定できる。

【0084】

駆動演算ステップＳ４、切除演算ステップＳ５、干渉監視演算ステップＳ６の各機能は、部品加工用の切削シミュレータを応用して実現され得る。

【0085】

図１２は、洗浄ランス２６によって、被洗浄物１７の凹部１８を洗浄して凹部１８内に形成された洗浄対象である円周溝等（不図示）に生じるバリ等を除去する作業における噴流衝突領域確認装置４０の表示装置４３を示す図である。
図１２に示すように、洗浄ランス２６は、回転軸１４を中心に回転した状態で被洗浄物１７の洗浄対象である凹部１８に挿入される。洗浄ランス２６は、その円錐面状に広がる噴流３６により、凹部１８の内面を洗浄する。凹部１８の内面に、バリが生じていれば、バリに噴流３６が直接接触する。バリは、噴流３６の動圧を受けて、折れて除去される。

【0086】

洗浄ランス２６は、方向５３に沿って移動する。噴流３６は、地点５４で発現し、洗浄対象である円周溝等（不図示）に生じるバリ等を通過して、地点５５で消滅する。噴流３６は、地点５４から地点５５まで、洗浄ランス２６と一体となって移動する。軌跡５０は、噴流３６が通過する範囲を示す。地点５４で噴出を開始して凹部１８内の地点５５で噴出を停止することで、噴流３６の空間上、時間上の出現範囲を正確に再現できる。噴流３６の出現、消失が再現されなければ、噴流３６と被洗浄物１７との衝突領域Ｒ１の範囲が正確に再現されない。噴流３６の出現、消失が再現されるため、衝突領域Ｒ１を精密に演算できる。

【0087】

噴流衝突領域確認装置４０は、駆動演算ステップ（Ｓ４）において、噴流モデルＭ１は、数値制御プログラム中の噴出開始命令の発令時である地点５４から、噴出停止命令の発令時である地点５５までの区間において生成する。かかる構成により、噴流衝突領域確認装置４０は、洗浄装置１０における洗浄動作を忠実に再現して、噴流３６の接触領域Ｒ１を確認することができる。

【0088】

切除演算手段４１ｂ（図２参照）は、噴流３６の軸方向移動に伴って、噴流３６と作業領域Ｍ２１との衝突領域Ｒ１を切除する。作業領域Ｍ２１は、被作業物の表面から所定の作業深さｄＬに設定されているため、切除演算手段４１ｂは、噴流３６の通過によって、凹部１８の表面のごく近傍のみを削除する。そして、切除後の形状は、切除前の形状と比較してほとんど変化しない。

【0089】

噴流衝突領域確認装置４０（図２参照）は、洗浄完了後に、噴流３１、３２、３４，３６によって表面が削られた被洗浄物１７の衝突領域切除モデルＭ５を、記憶装置４５に記憶できる。ＣＰＵ４１（図２参照）は、洗浄完了後の衝突領域切除モデルＭ５と洗浄前の被洗浄物モデルＭ２とを比較し、切除した部位を着色して表示できる。ユーザーは、表示装置４３に表示された衝突領域切除モデルＭ３を確認することで、噴流３１、３２、３４，３６と被洗浄物１７との衝突領域Ｒ１（図１３参照）を認識できる（図３参照）。

【0090】

なお、ノズル２１、２３、２３、２５、２６のそれぞれによって生じた衝突領域Ｒ１（図３参照）を異なる色に着色して表示装置４３に表示できる。衝突領域Ｒ１が着色された場合には、衝突領域Ｒ１が明瞭に判別できる。ノズルの種類ごとに衝突領域Ｒ１の色を変えると、ノズルの種類毎の洗浄箇所を明確に表せられる。

【0091】

以上の実施形態では、洗浄装置１０を例に挙げて説明したが、被塗装物に、塗料である噴流を噴射して塗装を行う塗装機、砥粒を噴射して表面を削り取るサンドブラスト装置など、噴流を利用して作業するあらゆる装置に対して同様に適用できる。
また、上記の実施形態では、数値制御される洗浄装置について説明したが、特別の制御言語を用いる汎用ロボットを使用する各種装置に対して適用できる。その場合には、制御言語をデコードして仮想空間内を、噴流モデルＭ１、被洗浄物モデルＭ２、作業装置モデルＭ３、ノズルモデルＭ４２が移動できるよう、駆動演算手段が構成される。
また、上記した実施形態では、本発明を噴流衝突領域確認装置４０として説明したが、コンピュータに実行させるプログラムとして、コンピュータに読み取り可能な記録媒体に保存して又は電気通信回線を通して提供することもできる。

【符号の説明】

【0092】

１０ 洗浄装置
１４ 回転軸
１６ 載置台
１７ 被洗浄物（被作業物）
１８ 凹部
２１ ノズル
２２ 扇形ノズル
２３ 回転ノズル
２４ 回転体形状
２４ ノズル
２５，２６ 洗浄ランス（ノズル）
３１，３２，３３，３５，３６ 噴流
３４ 噴流、回転噴流モデル
４０ 噴流衝突領域確認装置
４１ ＣＰＵ（演算処理装置）
４１ａ 駆動演算手段
４１ｂ 切除演算手段
４１ｃ 干渉監視演算手段
４２ 入力装置
４３ 表示装置
４５ 記憶装置
Ｄ 直径、配置径
Ｍ１ 噴流モデル
Ｍ２ 被洗浄物モデル（被作業物モデル）
Ｍ２１ 作業領域
Ｍ２２ 非作業領域
Ｍ３ 洗浄装置モデル（作業装置モデル）
Ｍ３１ 載置台モデル
Ｍ４ ノズルモデル
Ｍ５ 衝突領域切除モデル
Ｒ１ 衝突領域
ｄＬ 作業深さ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】