特開 2023-128884 ブラスト加工方法、及びブラスト加工装置

(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】P2023128884

(43)【公開日】2023-09-14

(54)【発明の名称】ブラスト加工方法、及びブラスト加工装置

(51)【国際特許分類】

   B24C 9/00 20060101AFI20230907BHJP

   B24C 1/00 20060101ALI20230907BHJP

   B24C 7/00 20060101ALI20230907BHJP

   B24C 5/04 20060101ALI20230907BHJP

【ＦＩ】

B24C9/00 Z

B24C1/00 Z

B24C7/00 E

B24C5/04 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022033535

(22)【出願日】2022-03-04

(71)【出願人】

【識別番号】000191009

【氏名又は名称】新東工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100161425

【弁理士】

【氏名又は名称】大森 鉄平

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 幸徳

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 由華

(57)【要約】

【課題】適切な加工条件を簡易に決定できるブラスト加工方法及びブラスト加工装置を提供する。
【解決手段】ブラスト加工方法は、ブラスト加工された対象物の粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍを取得するステップと、取得された粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍに基づいて、ブラスト加工の加工条件を決定するステップとを含む。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ブラスト加工された対象物に係る粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍを取得するステップと、
前記取得された粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍに基づいてブラスト加工の加工条件を決定するステップと、
を含む、ブラスト加工方法。

【請求項2】

前記取得するステップでは、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍを加工条件ごとに取得し、
前記加工条件を決定するステップでは、前記取得された加工条件ごとの粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍに基づいて、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが平衡状態になる加工条件を、前記ブラスト加工の加工条件として決定する、
請求項１記載のブラスト加工方法。

【請求項3】

前記取得するステップでは、算術平均粗さＲａを加工条件ごとにさらに取得し、
前記加工条件を決定するステップでは、前記取得された加工条件ごとの算術平均粗さＲａに基づいて、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍ及び算術平均粗さＲａそれぞれが平衡状態になる加工条件を、前記ブラスト加工の加工条件として決定する、
請求項２に記載のブラスト加工方法。

【請求項4】

前記加工条件は、加工時間及び噴射量の少なくとも一方を含む、
請求項１～３の何れか一項に記載のブラスト加工方法。

【請求項5】

前記決定されたブラスト加工の加工条件で対象物をブラスト加工するステップと、
前記ブラスト加工された対象物の粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍを測定するステップと、
前記測定された粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが予め設定された長さ閾値以上である場合には、前記ブラスト加工の加工条件を再設定するステップと、
を含む、
請求項１～４の何れか一項に記載のブラスト加工方法。

【請求項6】

前記決定されたブラスト加工の加工条件で対象物をブラスト加工するステップと、
前記ブラスト加工された対象物の算術平均粗さＲａを測定するステップと、
前記測定された算術平均粗さＲａが予め設定された表面粗さ閾値以上である場合には、前記ブラスト加工の加工条件を再設定するステップと、
を含む、
請求項１～５の何れか一項に記載のブラスト加工方法。

【請求項7】

対象物に噴射材を吹き付けるノズルと、
ブラスト加工された対象物の粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍを取得する取得部と、
前記取得された粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍに基づいてブラスト加工の加工条件を決定すると共に、前記加工条件で前記ノズルを動作させる制御部と、
を備える、
ブラスト加工装置。

【請求項8】

対象物に噴射材を吹き付けるノズルと、
加工条件に基づいて前記ノズルを動作させる制御部と、
を備え、
前記加工条件は、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが平衡状態になる加工条件である、
ブラスト加工装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ブラスト加工方法、及びブラスト加工装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、半導体素子用基板にブラスト処理を行う方法を開示する。この方法は、表面粗さを測定しながらブラスト処理を行う工程を含む。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特表２０１４－５２２７３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、ブラスト加工を行う場合には、対象物の総面積とブラスト加工によって対象物につけられた打痕総面積との割合を指標として加工不良が判定される。つまり、総面積に対する打痕総面積の割合が１００％に満たない場合には加工ムラが発生していると判定される。このような加工ムラを解消するために、噴射量を多めに設定し、かつ、加工時間を長く設定することが考えられる。しかしながら、過度な加工条件を設定した場合には、対象物の表面に傷がついたり、対象物が変形したりするおそれがある。このため、適切な加工条件を設定することが重要となる。一般的には、総面積に対する打痕総面積の割合は作業者の目視で測定される。このため、適切な加工条件の決定には時間がかかるおそれがある。本開示は、総面積に対する打痕総面積の割合を目視で測定して適切な加工条件を決定する場合よりも、適切な加工条件を簡易に決定するブラスト加工方法及びブラスト加工装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明者は、打痕が表面粗さのパラメータに与える影響に着目し、総面積に対する打痕総面積の割合と粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍ（日本工業規格ＪＩＳ Ｂ０６０１：２０１３）との間に相関があることを見出した。つまり、本発明者は、加工の強さが大きくなるにつれて打痕総面積の割合が大きくなり、それと共に粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが小さくなることを見出した。さらに、本発明者は、総面積に対する打痕総面積の割合が加工の強さに対して飽和、つまり１００％に近くなった場合には、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍも加工の強さに対して平衡状態になることを見出した。

【0006】

すなわち、本開示の一側面に係るブラスト加工方法は、以下のステップを含む。
（１）ブラスト加工された対象物に係る粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍを取得するステップ。
（２）取得された粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍに基づいてブラスト加工の加工条件を決定するステップ。

【0007】

このブラスト加工方法では、ブラスト加工された対象物の粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが取得される。そして、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍに基づいて加工条件が決定される。このように、総面積に対する打痕総面積の割合を決定するブラスト加工の加工条件が、取得された粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍに基づいて決定される。このため、この決定方法は、総面積に対する打痕総面積の割合を目視で測定して適切な加工条件を決定する場合よりも、適切な加工条件を簡易に決定できる。

【0008】

一実施形態では、取得するステップで粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍを加工条件ごとに取得してもよい。加工条件を決定するステップでは、取得された加工条件ごとの粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍに基づいて、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが平衡状態になる加工条件を、ブラスト加工の加工条件として決定してもよい。

【0009】

このブラスト加工方法では、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが加工条件ごとに取得される。そして、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍに基づいて、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが平衡状態になる加工条件がブラスト加工の加工条件として決定される。このように、総面積に対する打痕総面積の割合が１００％に近くなる適切なブラスト加工の加工条件が、取得された粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍに基づいて決定される。このため、この決定方法は、さらに適切な加工条件を簡易に決定できる。

【0010】

一実施形態では、取得するステップで算術平均粗さＲａ（日本工業規格ＪＩＳ Ｂ０６０１：２０１３）を加工条件ごとにさらに取得してもよい。加工条件を決定するステップでは、取得された加工条件ごとの算術平均粗さＲａに基づいて、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍ及び算術平均粗さＲａそれぞれが平衡状態になる加工条件を、ブラスト加工の加工条件として決定してもよい。

【0011】

このブラスト加工方法では、算術平均粗さＲａが加工条件ごとにさらに取得される。そして、算術平均粗さＲａに基づいて、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍ及び算術平均粗さＲａそれぞれが平衡状態になる加工条件がブラスト加工の加工条件として決定される。このように、総面積に対する打痕総面積の割合が１００％に近くなる適切なブラスト加工の加工条件が、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍだけでなく算術平均粗さＲａに基づいて決定される。算術平均粗さＲａは、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍと同様に、総面積に対する打痕総面積の割合と相関がある。このため、この決定方法は、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍだけに基づいて加工条件を決定する場合と比べて、さらに適切な加工条件を簡易に決定できる。

【0012】

一実施形態においては、加工条件は、加工時間及び噴射量の少なくとも一方を含んでもよい。この場合、加工方法は、適切な加工時間及び適切な噴射量の少なくとも一方を簡易に決定できる。

【0013】

一実施形態においては、ブラスト加工方法は、以下のステップを含んでもよい。
（１）決定されたブラスト加工の加工条件で対象物をブラスト加工するステップ。
（２）ブラスト加工された対象物の粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍを測定するステップ。
（３）測定された粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが予め設定された長さ閾値以上である場合には、ブラスト加工の加工条件を再設定するステップ。

【0014】

このブラスト加工方法によれば、測定された粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍを閾値判定することにより、決定されたブラスト加工の加工条件が適切であるか否かを判定できる。予め設定された長さ閾値は、例えば、上述した、加工の強さに対して平衡状態となった粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍとすることができる。これにより、このブラスト加工方法は、測定された粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが予め設定された長さ閾値以上である場合には、対象物に加工ムラが発生する予兆と判断して、ブラスト加工の加工条件を再設定できる。

【0015】

一実施形態においては、ブラスト加工方法は、以下のステップを含んでもよい。
（１）決定されたブラスト加工の加工条件で対象物をブラスト加工するステップ。
（２）ブラスト加工された対象物の算術平均粗さＲａを測定するステップ。
（３）測定された算術平均粗さＲａが予め設定された表面粗さ閾値以上である場合には、ブラスト加工の加工条件を再設定するステップ。

【0016】

このブラスト加工方法によれば、算術平均粗さＲａを閾値判定することにより、決定されたブラスト加工の加工条件が適切であるか否かを判定できる。予め設定された表面粗さ閾値は、例えば、上述した、加工の強さに対して平衡状態となった算術平均粗さＲａとすることができる。これにより、このブラスト加工方法は、算術平均粗さＲａが予め設定された表面粗さ閾値以上である場合には、対象物に加工ムラが発生する予兆と判断して、ブラスト加工の加工条件を再設定できる。

【0017】

本開示の他側面に係るブラスト加工装置は、ノズル、制御部、及び、取得部を備える。ノズルは、対象物に噴射材を吹き付ける。制御部は、予め設定された加工条件に基づいてノズルを動作させる。取得部は、ブラスト加工された対象物の粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍを取得する。制御部は、取得された粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍに基づいて対象物の加工条件を決定すると共に、加工条件でノズルを動作させる。

【0018】

このブラスト加工装置によれば、上述したブラスト加工方法と同様に、適切にブラスト加工できる。

【0019】

本開示の他側面に係るブラスト加工装置は、ノズル及び制御部を備える。ノズルは、対象物に噴射材を吹き付ける。制御部は、加工条件に基づいてノズルを動作させる。加工条件は、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが平衡状態になる加工条件である。

【0020】

このブラスト加工装置によれば、ブラスト加工装置は、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが平衡状態になる加工条件でブラスト加工できる。

【発明の効果】

【0021】

本開示によれば、総面積に対する打痕総面積の割合を目視で測定して適切な加工条件を決定する場合よりも、適切な加工条件を簡易に決定できるブラスト加工方法及びブラスト加工装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】図１は、実施形態に係るブラスト加工装置の一例を示す模式図である。

【図2】図２は、実施形態に係るブラスト加工方法を示すフローチャートである。

【図3】図３は、他の実施形態に係るブラスト加工装置の一例を示す模式図である。

【図4】図４は、他の実施形態に係るブラスト加工方法の一例を示すフローチャートである。

【図5】図５の（Ａ）は、実施例に係るブラスト加工の加工時間及び粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍの関係を示すグラフである。図５の（Ｂ）は、実施例に係るブラスト加工の加工時間及び算術平均粗さＲａの関係を示すグラフである。

【図6】図６は、実施例に係るブラスト加工の加工時間と、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍと、算術平均粗さＲａと、打痕総面積の割合との関係を示す表である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、図面を参照して、本開示の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は繰り返さない。図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。

【0024】

図１は、実施形態に係るブラスト加工装置１の一例を示す模式図である。図２は、実施形態に係るブラスト加工方法Ｍ１を示すフローチャートである。一例として、ブラスト加工方法Ｍ１は、作業者等によって、ブラスト加工装置１の動作として実施される。

【0025】

図２に示されるように、ブラスト加工方法Ｍ１は、対象物Ｗの粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍを取得するステップ（Ｓ１０）と、対象物Ｗの算術平均粗さＲａを取得するステップ（Ｓ１４）と、ブラスト加工の加工条件を決定するステップ（Ｓ１６）と、決定された加工条件でブラスト加工するステップ（Ｓ１８）を含む。最初に、各ステップにおいて使用されるブラスト加工装置１の一例について説明する。

【0026】

ブラスト加工装置１は、取得部１０と、制御部２０と、加工部３０とを備える。取得部１０は、ブラスト加工された対象物Ｗの粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍを加工条件ごとに取得する。加工条件については後述する。対象物Ｗは例えば薄物の金属片である。具体的な一例として、対象物Ｗはワッシャであってもよい。

【0027】

取得部１０は、表面粗さ測定機１１Ａ，１１Ｂ、パーツフィーダ１２、搬送機１３Ａ，１３Ｂ、近接センサ１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ及び反転機構１５を有する。パーツフィーダ１２には、加工部３０においてブラスト加工された対象物Ｗが投入される。搬送機１３Ａ，１３Ｂは、パーツフィーダ１２に投入された対象物Ｗを１つずつ順番に搬送する。搬送機１３Ａ，１３Ｂは、例えば、ベルトコンベアである。搬送機１３Ａは、搬送機１３Ｂの上流に位置する。反転機構１５は、搬送機１３Ａと搬送機１３Ｂとの間に配置されており、対象物Ｗの上下を反転させる。

【0028】

表面粗さ測定機１１Ａ，１１Ｂ及び近接センサ１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃは、一例として、搬送機１３Ａ，１３Ｂの上方に配置される。表面粗さ測定機１１Ａは、具体的な一例として白色干渉計であってもよい。搬送機１３Ａ，１３Ｂにおいて、近接センサ１４Ａ，１４Ｃは、表面粗さ測定機１１Ａ，１１Ｂの上流に位置している。表面粗さ測定機１１Ａ，１１Ｂは、近接センサ１４Ａ，１４Ｂから所定の間隔を空けて配置される。表面粗さ測定機１１Ａ，１１Ｂ及び近接センサ１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃは、一例として、制御部２０に電気的に接続される。

【0029】

制御部２０は、例えばＰＬＣ（Programmable Logic Controller）として構成される。制御部２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサと、ＲＡＭ（RandomAccess Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）などのメモリと、タッチパネル、マウス、キーボード、ディスプレイなどの入出力装置と、ネットワークカードなどの通信装置とを含むコンピュータシステムとして構成されてもよい。制御部２０は、メモリに記憶されているコンピュータプログラムに基づくプロセッサの制御のもとで各ハードウェアを動作させることにより、制御部２０の機能を実現する。制御部２０は、対象物の加工条件を決定する決定部２１を有する。制御部２０は、取得部１０及び加工部３０の動作を制御する。制御部２０は、決定された加工条件に沿って対象物Ｗを加工するように、加工部３０を制御する。

【0030】

加工部３０は、対象物に噴射材を吹き付けるノズル３１と、噴射材が吹き付けられる複数の対象物Ｗが収容されるタンブラー３２とを有する。タンブラー３２には開口部が設けられており、当該開口部に複数の対象物Ｗが収容される。タンブラー３２が回転することで、複数の対象物Ｗは反転を繰り返す。反転を繰り返す複数の対象物Ｗに対してノズル３１が噴射材を吹き付けることで、複数の対象物Ｗの一方の面及び他方の面がブラスト加工される。

【0031】

ブラスト加工方法Ｍ１は、ブラスト加工装置１の取得部１０及び制御部２０の動作として実行される。本実施形態では、加工条件は、ブラスト加工の加工時間及び噴射材の噴射量を含む。加工条件は、噴射材の噴射圧力及び噴射材の種類を含んでもよい。

【0032】

最初に、取得部１０は、ブラスト加工された対象物Ｗの粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍを加工条件ごとに取得する。本実施形態では、異なる加工時間でブラスト加工された対象物Ｗの粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍを取得する。

【0033】

搬送機１３Ａに搬送される対象物Ｗ（ワッシャ）は、表面粗さ測定機１１Ａ側を向く第一面と、第一面の裏側に位置すると共に下方を向く第二面とを含む。搬送機１３Ａは、近接センサ１４Ａが対象物Ｗを検知すると、表面粗さ測定機１１Ａの下方に対象物Ｗが位置するように搬送を停止する。対象物Ｗが停止すると、表面粗さ測定機１１Ａは、対象物Ｗの第一面の粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍを測定する（ステップＳ１０Ａ）。表面粗さ測定機１１Ａは、対象物Ｗの算術平均粗さＲａを測定する（ステップＳ１４Ａ）。対象物Ｗの第一面の粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍ及び算術平均粗さＲａは、制御部２０に出力される。

【0034】

次に、近接センサ１４Ｂが対象物Ｗを検知すると、反転機構１５に対象物Ｗが位置するように搬送を停止する。対象物Ｗが停止すると、反転機構１５は、対象物Ｗの上下を反転して、搬送機１３Ｂに配置する。搬送機１３Ｂに搬送される対象物Ｗは、第二面が表面粗さ測定機１１Ｂ側を向いており、第一面が下方を向いている。搬送機１３Ｂは、近接センサ１４Ｃが対象物Ｗを検知すると、表面粗さ測定機１１Ｂの下方に対象物Ｗが位置するように搬送を停止する。対象物Ｗが停止すると、表面粗さ測定機１１Ｂは、対象物Ｗの第二面の粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍを測定する（ステップＳ１０Ｂ）。表面粗さ測定機１１Ｂは、対象物Ｗの算術平均粗さＲａを測定する（ステップＳ１４Ｂ）。対象物Ｗの第二面の粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍ及び算術平均粗さＲａは、制御部２０に出力される。

【0035】

最後に、制御部２０の決定部２１は、取得された粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍに基づいて、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが平衡状態になる加工条件を対象物の加工条件として決定する。平衡状態とは、パラメータ（ここでは加工条件）を変更しても所定範囲内に値が落ち着いている状態である。本実施形態では、異なる加工時間でブラスト加工された複数の対象物Ｗの粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが取得されている。このため、決定部２１は、加工時間ごとに平均長さＲＳｍをプロットし、加工時間をそれ以上長く設定しても粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが小さくならなくなる加工時間を、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが平衡状態になる加工条件とする。

【0036】

決定部２１は、表面粗さ測定機１１Ａが測定した対象物Ｗの第一面の粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍと、表面粗さ測定機１１Ｂが測定した対象物Ｗの第二面の粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍとに基づいて、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが平衡状態になる加工条件を決定してもよい。

【0037】

決定部２１は、加工時間ではなく噴射量をパラメータとしてもよい。例えば、決定部２１は、加工時間を一定とし、噴射量ごとに平均長さＲＳｍをプロットし、噴射量をそれ以上大きく設定しても粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが小さくならなくなる噴射量を、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが平衡状態になる加工条件としてもよい。

【0038】

制御部２０の決定部２１は、加工条件ごとに取得された算術平均粗さＲａに基づいて、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍ及び算術平均粗さＲａそれぞれが平衡状態になる加工条件を対象物の加工条件として決定してもよい。例えば、決定部２１は、加工時間ごとに算術平均粗さＲａをプロットし、加工時間をそれ以上長く設定しても算術平均粗さＲａが小さくならなくなる加工時間を、算術平均粗さＲａが平衡状態になる加工条件とする。そして、決定部２１は、算術平均粗さＲａが平衡状態になり、かつ、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが平衡状態になる加工条件を採用する。決定部２１は、表面粗さ測定機１１Ａが取得した対象物Ｗの第一面の算術平均粗さＲａと、表面粗さ測定機１１Ｂが測定した対象物Ｗの第二面の算術平均粗さＲａとに基づいて加工条件を決定してもよい。

【0039】

決定部２１は、加工時間ではなく噴射量をパラメータとしてもよい。例えば、決定部２１は、加工時間を一定とし、噴射量ごとに算術平均粗さＲａをプロットし、噴射量をそれ以上大きく設定しても算術平均粗さＲａが小さくならなくなる噴射量を、算術平均粗さＲａが平衡状態になる加工条件としてもよい。

【0040】

次に、決定された加工条件で対象物Ｗを加工するステップ（Ｓ２０）が実施される。

【0041】

決定された加工条件で対象物Ｗを加工するステップは、ブラスト加工装置１の加工部３０の動作として実行される。本実施形態では、ノズル３１は、決定部２１によって決定された粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが平衡状態になる加工条件で、対象物Ｗに噴射材を吹き付ける（ステップＳ２０）。

【0042】

［実施形態のまとめ］
本実施形態に係るブラスト加工方法Ｍ１では、ブラスト加工された対象物の粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが加工時間ごとに（又は噴射量ごとに）取得される。そして、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが平衡状態になる加工時間（又は噴射量）が対象物の加工条件として決定される。総面積に対する打痕総面積の割合が大きくなり、噴射材の衝突で発生する打痕の数が多くなると、粗さの凹凸の平均間隔が小さくなる。総面積に対する打痕総面積の割合が１００％に近くなると打痕の数が飽和し、粗さの凹凸の平均間隔は平衡状態になる。つまり、加工時間（又は噴射量）を変化させて粗さの凹凸の平均間隔を測定することにより、総面積に対する打痕総面積の割合が１００％になる加工時間（又は噴射量）を決定できる。このように、総面積に対する打痕総面積の割合が１００％に近くなる適切なブラスト加工の加工条件が、取得された粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍに基づいて決定される。このため、このブラスト加工方法Ｍ１は、総面積に対する打痕総面積の割合を目視で測定して適切な加工条件を決定する場合よりも、適切な加工条件を簡易に決定できる。

【0043】

ブラスト加工でつけられた打痕の形状は、高さ方向よりも長さ方向に大きい傾向がある。例えば、従来の粗さ測定で使用される、高さ方向の表面粗さ（算術平均粗さＲａ）の測定値と比べて、長さ方向の表面粗さ（粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍ）の測定値は、５倍以上の数値となることがある。ブラスト加工方法Ｍ１の加工条件は、測定値が大きな数値になる粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍによって決定される。従って、ブラスト加工方法Ｍ１は、対象物に残留する噴射材残りや破砕した対象物の残留物、微細な振動等の粗さの測定数値に悪影響を与える誤差要因を抑えながら、加工の強さに対しての平衡状態を確認することが可能となる。また、ブラスト加工方法Ｍ１の加工条件を、長さ方向の表面粗さ（粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍ）及び高さ方向の表面粗さ（算術平均粗さＲａ）の双方によって決定することで、誤差要因をさらに抑えることが可能になる。

【0044】

以上、一実施形態について説明してきたが、本開示は上記実施形態に限定されることなく、様々な省略、置換、及び変更がなされてもよい。

【0045】

表面粗さ測定機１１は、制御部２０に電気的に接続されていなくてもよい。加工部３０は、制御部２０によって制御されなくてもよい。例えば、表面粗さ測定機１１が測定した対象物の粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍを、作業者が制御部２０に入力してもよい。粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが平衡状態になる加工条件になるように、作業者が加工部３０を制御してもよい。

【0046】

ステップＳ１４では、算術平均粗さＲａに代えて、最大高さ粗さＲｚ又は十点平均粗さＲｚｊｉｓ（日本工業規格ＪＩＳ Ｂ０６０１：２０１３）を取得してもよい。表面粗さ測定機１１Ａ及び表面粗さ測定機１１Ｂは、算術平均粗さＲａに代えて、最大高さ粗さＲｚ又は十点平均粗さＲｚｊｉｓを取得してもよい。これらの粗さ情報も総面積に対する打痕総面積の割合と一定の相関があると考えられる。このため、算術平均粗さＲａに代えて、最大高さ粗さＲｚ又は十点平均粗さＲｚｊｉｓを採用した場合であっても、ブラスト加工装置１及びブラスト加工方法Ｍ１は、適切な加工条件を簡易に決定できる。

【0047】

図３は、他の実施形態の一例に係るブラスト加工装置１Ａの構成を示す概要図である。図４は、他の実施形態の一例に係るブラスト加工方法Ｍ２を示すフローチャートである。以下、上述した本実施形態と変形例との相違点を主として説明する。

【0048】

図４に示されるように、ブラスト加工方法Ｍ２は、ブラスト加工方法Ｍ１で決定された加工条件で対象物をブラスト加工するステップ（Ｓ３０）と、ブラスト加工された対象物の粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍを測定するステップ（Ｓ３２）と、測定された粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが予め設定された長さ閾値以上である場合には（Ｓ３４：ＹＥＳ）、予め設定された加工条件を再設定するステップ（Ｓ３６）とを含む。ステップＳ３２では、ブラスト加工された対象物の粗さ曲線要素の凹凸の高さを測定してもよい。粗さ曲線要素の凹凸の高さは、例えば、算術平均粗さＲａである。粗さ曲線要素の凹凸の高さは、粗さ曲線の最大山高さ、粗さ曲線の最大谷深さ、最大高さ粗さ、十点平均粗さ、二乗平均平方根粗さ、又は中心線平均粗さであってもよい。粗さ曲線要素の凹凸の高さが予め設定された高さ閾値以下である場合には噴射の異常を検出してもよい。最初に、各ステップにおいて使用されるブラスト加工装置１Ａの一例について説明する。

【0049】

制御部２０は、警告部２２を有する。警告部２２は、粗さ曲線要素の凹凸の高さが予め設定された高さ閾値以下である場合に、作業者等に対して警告を発する。高さ閾値は、粗さ曲線要素の凹凸の高さを評価するために予め設定される。加工する度に噴射材の消耗やノズルの摩耗によって対象物の粗さ曲線要素の凹凸の高さが小さくなる傾向にある。高さ閾値を設定することにより、加工不良が起きる前に噴射材の補給およびノズルの交換が可能となる。警告部２２は、測定された粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが予め設定された長さ閾値以上である場合に、作業者等に対して警告を発してもよい。

【0050】

加工部３０は、搬送機３３、気体供給源３４、貯留容器３５、調整弁３６Ａ，３６Ｂ、及び配管３７を有する。搬送機３３は、対象物Ｗをノズル３１の下方に位置するように搬送する。搬送機３３は、一例として、ベルトコンベアである。気体供給源３４は、ノズル３１に加圧された気体を供給する。気体供給源３４は、例えば、コンプレッサ、ガスボンベ、又は送風機である。貯留容器３５には、噴射材が貯留される。配管３７は、貯留容器３５の下方に配置される。気体供給源３４は、貯留容器３５及び配管３７に接続される。配管３７は、ノズル３１に接続される。調整弁３６Ａは、気体供給源３４と貯留容器３５との間に配置される。調整弁３６Ｂは、気体供給源３４と配管３７との間に配置される。噴射材と気体の固気二相流は、配管３７で発生し、ノズル３１から対象物Ｗに噴射される。

【0051】

最初に、ノズル３１は、ブラスト加工方法Ｍ１で決定された加工条件で対象物Ｗをブラスト加工する（ステップＳ３０）。加工条件は、例えば、ブラスト加工の加工時間、噴射材の噴射量、及び噴射材の噴射圧力を含む。

【0052】

ブラスト加工の加工時間は、搬送機３３の動作によって調整される。具体的には、対象物Ｗを、ノズル３１の下方に停止させる時間によって調整する。搬送機の動作は、制御部２０によって制御される。

【0053】

噴射材の噴射量は、噴射材の調整弁３８によって調整される。調整弁３８は、その開閉により貯留容器３５から落下する噴射材の量を調整することで、ノズル３１から噴射される噴射材の量を調整する。調整弁３８が開くように調整されてその開口面積が増加すると、貯留容器３５から落下する噴射材の量が増える。貯留容器３５から落下する噴射材の量が増えると、配管３７に供給される噴射材の量が増加するので、ノズル３１から噴射される噴射材の量が増加する。調整弁３８が閉じるように調整されてその開口面積が減少すると、貯留容器３５から落下する噴射材の量が減る。貯留容器３５から落下する噴射材の量が減ると、配管３７に供給される噴射材の量が減少するので、ノズル３１から噴射される噴射材の量が減少する。

【0054】

噴射材の噴射圧力は、加圧された気体の調整弁３６Ａ，３６Ｂによって調整される。調整弁３６Ａ，３６Ｂが開くと、配管３７に供給される気体の圧力が大きくなり、ノズル３１の噴射圧力が増加する。調整弁３６Ａ，３６Ｂが閉じると、配管３７に供給される気体の圧力が小さくなり、ノズル３１の噴射圧力が減少する。調整弁３６Ａ，３６Ｂは、制御部２０によって制御される。

【0055】

次に、表面粗さ測定機１１は、ブラスト加工された対象物Ｗの粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍを測定する（ステップＳ３２）。測定された粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが予め設定された長さ閾値以上である場合には（ステップＳ３４：ＹＥＳ）、制御部２０は、予め設定された加工条件を再設定する（ステップＳ３６）。予め設定された長さ閾値は、加工ムラを判定するための閾値であり、総面積に対する打痕総面積の割合が１００％となる粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍである。このような粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍは、加工条件ごとの対象物Ｗの粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが加工条件に対して平衡状態となったときの値として決定することができる。測定された粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが平衡状態になる値以上である場合には、予め設定された加工条件が再設定される。例えば、ブラスト加工の加工時間、噴射材の噴射量、及び噴射材の噴射圧力が大きくなるように再設定される。

【0056】

表面粗さ測定機１１は、ブラスト加工された対象物Ｗの算術平均粗さＲａを測定してもよい（ステップＳ３２）。測定された算術平均粗さＲａが予め設定された表面粗さ以上である場合には（ステップＳ３４：ＹＥＳ）、制御部２０は、予め設定された加工条件を再設定してもよい（ステップＳ３６）。

【0057】

次に、表面粗さ測定機１１は、ブラスト加工された対象物の粗さ曲線要素の凹凸の高さを測定してもよい。例えば、表面粗さ測定機１１は、ブラスト加工された対象物の算術平均粗さＲａを測定してもよい。粗さ曲線要素の凹凸の高さが予め設定された高さ閾値以下である場合には、制御部２０は、噴射の異常を検出してもよい。制御部２０が噴射の異常を検出したとき、警告部２２は、作業者等に警告を発生してもよい。例えば、噴射材の消耗又はノズル３１の摩耗によって、対象物Ｗの算術平均粗さＲａは低下する。従って、警告部２２は、噴射材の補給又はノズル３１の交換を警告してもよい。

【0058】

［実施形態のまとめ］
本実施形態に係るブラスト加工方法Ｍ２は、次のステップを含む。（１）予め設定された加工条件で対象物をブラスト加工する（ステップＳ３０）。（２）ブラスト加工された対象物の粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍを測定する（ステップＳ３２）。（３）測定された粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが予め設定された長さ閾値以上である場合（ステップＳ３４：ＹＥＳ）には、予め設定された加工条件を再設定する（ステップＳ３６）。このように、ブラスト加工方法Ｍ２は、測定された粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが予め設定された長さ閾値以上である場合には、対象物に加工ムラが発生する予兆として、加工条件を再設定できる。

【0059】

本実施形態に係るブラスト加工方法Ｍ２は、次のステップを含む。（１）予め設定された加工条件で対象物をブラスト加工する（ステップＳ３０）。（２）ブラスト加工された対象物の算術平均粗さＲａを測定する（ステップＳ３２）。（３）測定された算術平均粗さＲａが予め設定された表面粗さ閾値以上である場合（ステップＳ３４：ＹＥＳ）には、予め設定された加工条件を再設定する（ステップＳ３６）。このように、ブラスト加工方法Ｍ２は、測定された算術平均粗さＲａが予め設定された表面粗さ閾値以上である場合には、対象物に加工ムラが発生する予兆として、加工条件を再設定できる。

【0060】

本実施形態に係るブラスト加工方法Ｍ２は、次のステップを含む。（１）粗さ曲線要素の凹凸の高さを測定する（ステップＳ３８）。（２）粗さ曲線要素の凹凸の高さが予め設定された高さ閾値以下である場合には（ステップＳ４０：ＹＥＳ）、噴射の異常を検出する（ステップＳ４２）。ブラスト加工方法Ｍ２によれば、粗さ曲線要素の凹凸の高さに基づいてブラスト加工の異常を検出できる。

【0061】

ステップＳ３２では、算術平均粗さＲａに代えて、最大高さ粗さＲｚ又は十点平均粗さＲｚｊｉｓを取得してもよい。表面粗さ測定機１１は、算術平均粗さＲａに代えて、最大高さ粗さＲｚ又は十点平均粗さＲｚｊｉｓを取得してもよい。これらの粗さ情報も総面積に対する打痕総面積の割合と一定の相関があると考えられる。このため、算術平均粗さＲａに代えて、最大高さ粗さＲｚ又は十点平均粗さＲｚｊｉｓを採用した場合であっても、ブラスト加工装置１Ａ及びブラスト加工方法Ｍ２は、適切な加工条件を簡易に決定できる。

【実施例0062】

以下、上記実施形態を説明するため、本発明者が実施した実施例について説明する。本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。

【0063】

本実施例では、対象物Ｗとしてアルミニウム合金Ａ５０５２の板材を準備した。対象物に対してブラスト加工を行い、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍを測定した。ブラスト加工の噴射材の粒子径は、１０６μｍ～１２５μｍであった。ブラスト加工の噴射圧力は、０．１５Ｍｐａであった。

【0064】

図５の（Ａ）は、ブラスト加工の加工時間と、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍとの関係を示すグラフである。図５の（Ｂ）は、実施例に係るブラスト加工の加工時間及び算術平均粗さＲａの関係を示すグラフである。本実施形態では、ブラスト加工を２．５分行うごとに粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍ及び算術平均粗さＲａの測定を行った。すなわち、異なる加工条件でブラスト加工された複数の対象物Ｗの粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍ及び算術平均粗さＲａの測定を行った。図６は、ブラスト加工の加工時間と、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍと、算術平均粗さＲａと、対象物Ｗにおける打痕総面積の割合とを示す表である。本実施形態では、ブラスト加工の加工時間が７．５分（Ｇ１）、１２．５分（Ｇ２）、２０分（Ｇ３）及び３０分（Ｇ４）の時点で、打痕総面積の測定を行った。打痕総面積の測定は、作業者の目視によって行われた。Ｇ１における打痕総面積は５９％であって、Ｇ２における打痕総面積は８２％であった。Ｇ３における打痕総面積は９５％であって、Ｇ４における打痕総面積は１００％であった。

【0065】

加工時間が２０分のとき粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍは、７２μｍであった。加工時間が２２．５分のときも粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍは、７２μｍであった。従って、加工時間が２０分のとき、対象物Ｗの粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍは、平衡状態であった。本実施例では、対象物Ｗの粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが平衡状態になる加工条件を、加工時間２０分とした。また、加工時間が２０分のとき算術平均粗さＲａは、２．９μｍであった。加工時間が２２．５分のときも算術平均粗さＲａは、２．９μｍであった。従って、加工時間が２０分のとき、対象物Ｗの算術平均粗さＲａは、平衡状態であった。本実施例では、対象物Ｗの粗さ曲線要素の算術平均粗さＲａが平衡状態になる加工条件を、加工時間２０分とした。加工時間が２０分のとき、打痕総面積は９５％で飽和することが確認された。

【符号の説明】

【0066】

１，１Ａ…ブラスト加工装置、１０…取得部、２０…制御部、２１…決定部、３０…加工部、３１…ノズル、Ｗ…対象物。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】