CN1646248A - 从各方向加工毛坯的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

在借助至少一个加工机床如铣床(10)对毛坯(30)从各方向加工的方法中，可用尽可能少的步骤及夹持装置以及使用尽可能相同的加工机床如铣床这样地实现被加工的、被测量的及在质量上被控制及分类的部件的制造：在第一加工步骤中，毛坯(30)被至少一个第一适配器(33，39，72)夹持及由一个加工机床如铣床(10)将一个第一区域(42，43，44，47；42，43，44，47，73)加工成其最后的、与按照规定的使用相应的部分形状，及在第二加工步骤中，部分被加工的毛坯由至少一个第二适配器(60，78)夹持在已被加工好的第一区域(42，43，44，47；42，43，44，47，73)中，及由一个加工机床如铣床(10)将其余区域(53；74，75)加工成其最后的、与按照规定的使用相应的整体形状(68，82)。

Description

从各方向加工毛坯的方法及装置
技术领域
本发明涉及借助至少一个加工机床如铣床来对毛坯或经预加工的工件从各方向加工、以完成在其三维形状上被加工好的部件的方法。
现有技术
在涡轮叶片制造领域中通常用多轴加工方式进行加工。这意味着，毛坯首先经受一个前置粗加工，接着精加工叶片区域，然后加工头端及最后加工基部。在这些各个加工步骤之间必需用手或通过机器人转换工件的夹持，因为通常这些铣床仅能够进行单一的加工步骤及尤其因为工件的每次夹持或夹持仅允许加工一定的区域。这种类型的加工通常称为所谓的“箱式加工”，因为每个机床仅对一个确定的加工步骤负责及因为在工件的每个加工步骤后被中间存储在一个箱中。
这种加工的问题主要在于这样的事实：这种加工线中的速度总是被最慢的加工步骤的速度确定。此外在各个单元如铣床、测量站、清洗站等昂贵的装置之间需要多个工件传送过程及在制造过程中导致显著的时间损耗。
本发明的描述
因此本发明的任务在于，提出一种借助至少一个加工机床如铣床来对毛坯从各方向加工的方法及装置，它们能用尽可能少的加工步骤及夹持装置以及使用尽可能相同结构的加工机床如所谓铣床(加工单元)实现被加工部件的制造。在此情况下加工机床能够进行不同的操作如铣，钻、车和/或蚀刻等。因此在这方面铣床的概念被广泛地解释，即涉及这样的加工机床，它们不仅能铣，而且需要时也可车、钻、蚀刻、磨、硬化等。
本发明这样地解决该任务：毛坯在两个加工步骤中被加工成其最后的形状。其方式是，在第一加工步骤中，毛坯被至少一个第一适配器夹持及由一个加工机床如铣床将一个第一区域加工成其最后的、与按照规定的使用相应的部分形状，及在第二加工步骤中，部分被加工的毛坯由至少一个第二适配器夹持在已被加工好的第一区域中，及由一个加工机床如铣床将其余区域加工成其最后的、与按照规定的使用相应的整体形状。
因此本发明的主题为根据独立权利要求的方法及根据权利要求7的装置以及根据权利要求19的该装置的应用。
本发明的核心在于，在第一步骤中为了待加工毛坯被这样夹持或在加工机床如铣床的加工空间中借助适配器被这样地固定：工件的每个没有由于固定被适配器覆盖的区域或没有由于加工机床如铣床的加工而不能触及到的区域在第一步骤中被加工成其最后的、与按照规定的使用相应的三维形状。这允许以后工件可借助另一适配器固定，该适配器夹持工件上确定的、已加工好的区域，以便继续地加工。当然，在此情况下该固定这样地进行，即最后继续加工的、部分被加工的毛坯的所有未加工的区域可被同一或另一加工机床如铣床不受限制地触及。因此可以作到，在第二加工步骤中无需部分被加工的毛坯再次转换夹持即可最终被加工到其整体的三维形状。
这是完全出人意料的，因为各个加工步骤包括铣操作，主要为粗铣及精铣，它们使较大的力施加在工件上及迄今这始终阻碍着技术人员做到仅用两次夹持使工件加工到最后的形状。通常其原因总是：在加工时产生的力导致工件的损坏或导致最终工件的质量不够(例如由于振动、力矩等)。但现在表明，在第一加工步骤中就可以使各功能面加工到其最终形状，及这时这些功能面立即可用于第二加工步骤的夹持。
夹持步骤的减少导致制造过程的显著简化，成本的节约(较少的加工时间，较少的部件传送装置等)，及仍允许符合高质量要求的最终形状的制造。
可由上述方法实现的符合规定的整体形状可是由一个毛坯通过所述操作得到的任何部件。特别适合的是，该方法用来制造如在涡轮机(汽轮机或燃气轮机)中使用的部件。因此该部件最好是一个涡轮机的动叶片或导向叶片。
根据本发明的第一优选实施形式，毛坯是由金属或陶瓷材料制成的圆柱形或多面体的形状的毛坯，尤其优选的是平行六面体形状的块件或是一个铸件毛坯或锻压毛坯。同样可能的是，毛坯以已预加工好的形状提供给根据本发明的方法。出人意料地，根据本发明的方法也可成功地用于这种难以加工的材料，且对最后一些形状部分的质量无损失。
根据本发明的另一优选实施形式，在第一加工步骤后被部分加工的毛坯被净化和/或测量，其中对此特别优选的是毛坯在一个确定的夹持装置中从加工机床如铣床的加工区域中移走、被净化、和/或在测量站中被测量。在两个真正加工步骤之间的该步骤一方面允许工件已被加工区域的最终质量检查，当部分被加工的工件以确定的方式从加工机床如铣床的加工空间中取出时，这将以特别简单的方式实现。在这方面“确定的方式”表示：用于取出部分被加工的工件的装置在正确确定的位置上夹持工件，以使得该部分被加工的工件接着可被固定在测量站中同样正确确定的位置上及被测量。特别好的可能性尤其在于，为了确定地夹持，在第一加工步骤中在其余区域中、即在第一加工步骤中未被加工成实际功能面的区域中构成确定的(暂时的)夹持面被加工时，传送装置、尤其是抓取器形式的传送装置和/或测量站或净化单元的夹持装置、尤其是抓取器形式的夹持装置可通过这些夹持面将部分被加工的毛坯夹持在一个确定的位置上。
本发明另一优选实施形式的特征在于：最终的整体形状是一个具有或不具有围带的涡轮叶片，尤其是具有范围从N4至N5及公差为+-0.002mm的表面的、长度在10至400mm范围中或甚至到2400mm的、及旋转直径为50至400mm的、及重量为0.01至40kg或甚至到240kg的涡轮叶片。换句话说，出人意料地该方法本身可用于如此复杂及尤其在质量需要上极高要求的一些形状加工，及此外它可用于很大的尺寸范围(尤其是长度方面)、重量范围及作到很小的公差。
在另一有利的实施形式中，在第二加工步骤后的最终整体形状被净化和/或测量和/或包装，由此部件可间接地被保存或发货或输送到装配程序。
根据本发明的方法的一个特别的实施形式将这样地工作，即在第一加工步骤中毛坯首先在其一侧上及接着在第二加工步骤中毛坯在其另一侧上被加工成型。这就是说，第一适配器夹持毛坯的第一端部；在第一加工步骤中毛坯的第二端部被加工成其最后的、与按照规定的使用相应的部分形状；接着第二适配器夹持部分被加工的毛坯的部分形状及在第二加工步骤中第一端部被加工成最后的整体形状。“最后的整体形状”是一个涡轮叶片，因此最好在第一加工步骤中加工出基部区域，接着该基部区域用于第二加工步骤的夹持，及在第二加工步骤中加工出头端区域。与此反序的方法尤其可实现具有围片的涡轮叶片，即在第一步骤中加工出具有箍片的头端区域。此外被证实有利的是，在这种情况下在第一加工步骤中在毛坯的两个对立的侧面各铣出两个盲孔或凹部形式的、确定的夹持面(当然在接着第二加工步骤中加工的这些功能面不受这些凹部的影响)，其中一对(上)夹持面用于由抓取器夹持，以使部分被加工的毛坯由加工机床如铣床的加工区域移走或再移入，及一对(下)夹持面用于将部分被加工的毛坯固定在测量站上。在此情况下需要时可有利地，在第二加工步骤中在背离基部的面上铣出一个中心孔，及至少当一些材料加工步骤期间当第二加工步骤时在中心孔中顶入一个可移动和/或可翻转的尾座，以便夹持。由此可保证，减小在这样加工时出现的力矩或防止可能的振动。
另一方面，另一特别的实施形式将这样地工作，在第一加工步骤期间夹持毛坯的一侧或需要时夹持其两侧(通过一个尾座)，加工出工件的整个中间区域直到相应超出部分，这些超出部分需要时已经设有切槽，这切槽确定了这些末端区域。接着将该部件输送到第二加工步骤及在该第二步骤期间通过一个适配器夹持在该已加工出最终功能面的中间区域上。换句话说将这样地进行：第一适配器夹持毛坯的第一端部及需要时第二端部通过一个可移动和/或可翻转的尾座及中心孔固定；在第一加工步骤中毛坯的中间区域及需要时毛坯端部区域之一被加工成其最后的、与按照规定的使用相应的部分形状；第二适配器夹持部分被加工的毛坯的中间部分形状及一个端部区域或需要时两个端部区域被加工成最后的整体形状。该部分形状例如是在端头部分和/或基部部分上留有未加工的超出部分的涡轮叶片，其中尤其优选的是在第一加工步骤时在这些超出部分与涡轮叶片之间设有切槽。在此情况下有利地，第二适配器用两个夹爪夹持部分被加工的涡轮叶片，其中部分被加工的涡轮叶片的轴基本垂直于第二适配器在加工机床如铣床中的固定轴。
根据另一优选实施形式，该方法在一个加工单元或加工单位中实施，该加工单元设有多个如2个，4个或甚至6个或更多加工机床如铣床。这就是说，至少两个加工机床如铣床在一个单元中同时被使用，其中这些毛坯、部分被加工的毛坯及最后的整体形状通过一个中心控制部分借助一个装卸系统在龙门式装卸吊车架上输送到各个可供使用的加工机床如铣床及在其中经受第一或第二加工步骤。换句话说，该龙门式装卸吊车架操作至少两个加工机床如铣床，其中这可用最佳方式实现，及由此可避免在开始部分所述的、其中对每个加工机床如铣床分配一个确定功能的结构中所出现的问题。如果两个加工机床如铣床能够既可实施第一也可实施第二加工步骤，则通过中心控制部分始终可最佳地利用所提供的加工装置。在此情况下该单元还可包括其它部分，例如同时设有至少一个测量单元和/或至少一个净化单元和/或至少一个工件缓冲位置和/或一个传送带(也可为链式传送机)和/或一个适配器库和/或一个引出站和/或一个清洗及防腐装置和/或一个材料码阅读站和/或一个标记单元。在此情况下所有这些部分被连接到龙门式装卸吊车架，及中心控制部分将这些部分适配相应的条件地赋给这些单元。需要时也可设置多个龙门式装卸吊车架，在任何情况下也可设有多个装卸系统。
根据本发明的方法的其它优选实施形式被描述在从属权利要求中。
此外本发明还是用于实施如上所述的方法的装置。在此情况下尤其是这样一种装置，即通过一个单一的、直线的或循环式地构成的龙门式装卸吊车架，尤其是一个带或轨道形式的、在其上可移动地支承带有至少一个抓取器的一个最好多个装卸系统的龙门式装卸吊车架，使这些毛坯、部分被加工的毛坯及最后的整体形状在至少一个加工机床如铣床及需要时一个测量单元和/或需要时至少一个净化单元和/或需要时至少一个工件缓冲位置和/或需要时一个传送带和/或需要时至少一个适配器库和/或一个需要时至少一个引出站和/或需要时至少一个清洗及防腐装置和/或需要时至少一个材料码阅读站和/或需要时至少一个标记单元上被操作。
根据本发明的装置的其它优选实施形式被描述在从属权利要求中。
此外本发明还是如上所述的装置在制造涡轮叶片上的应用，尤其是用于制造具有或不具有围带的、具有范围从N4至N5及公差为+-0.002mm的表面的、长度在10至400mm范围中的、及旋转直径为50至400mm的、及重量为0.01至40kg的涡轮叶片。
根据本发明的应用的其它优选实施形式被描述在从属权利要求中。
附图的简要说明
以下将借助实施例并结合附图来详细描述本发明。附图为：
图1：具有两个铣床的单元布局；
图2：具有四个铣床的单元布局；
图3：具有六个铣床的单元布局；
图4：根据第一实施例的一个毛坯的各个加工步骤；
a)一个典型的待加工毛坯；
b)一个带有毛坯的夹持适配器的主视图；
c)一个带有毛坯的夹持适配器的侧视图；
d)一个带有单侧加工的毛坯的夹持适配器的主视图；
e)一个带有单侧加工的毛坯的夹持适配器的侧视图；
f)带有单侧加工的毛坯的夹持适配器的主视图与夹紧的抓取器；
g)带有单侧加工的毛坯的夹持适配器的侧视图与夹紧的抓取器；
h)带有抓取器的夹持适配器的卸脱过程；
i)单侧加工的毛坯在机床上的卸下过程的主视图；
k)单侧加工的毛坯在机床上的卸下过程的侧视图；
l)在测量站上的测量过程的主视图；
m)在测量站上的测量过程的侧视图；
n)通过抓取器将单侧加工的毛坯导入专用夹持适配器；
o)在叶片铣床上固定单侧加工的毛坯；
p)在叶片铣床上完成加工的叶片；及
图5表示根据第二实施例的毛坯的各个加工步骤：
a)在叶片铣床上当中加工的毛坯；
b)在测量站上测量被当中加工的毛坯；
c)带有被夹持的当中加工毛坯的专用夹持适配器的主视图；
d)带有被夹持的当中加工毛坯的专用夹持适配器的侧视图；
e)带有被夹持的加工好的叶片的专用夹持适配器的主视图；
f)带有被夹持的加工好的叶片的专用夹持适配器的侧视图。
实施本发明的途径
首先借助图1至3来表示及说明用于根据本发明的工件加工的各个可能的单元布局，接着借助图4及5来说明两个基本实施例的实际方法流程。
图1表示用于实施根据本发明的方法的单元布局的俯视图。这里是具有两个叶片铣床10的一个小单元，这两个铣床通过一个龙门式装卸吊车架18装载或卸载这些待加工的工件。为此该龙门式装卸吊车架18设有带一个抓取器的装卸系统16。需要时在同一龙门式装卸吊车架18上可移动地支承多个这样的装卸系统16。龙门式装卸吊车架18通过基本上背离工作面19的其它单元借助一个链式传送机形式的传送带11供给毛坯。这些毛坯将被装卸系统16的抓取器夹持；输送到适配器库12，在那里被固定在一个适配器中；输送到一个材料码阅读站15，在该站中读取设在毛坯上的材料码；及接着传送到两个叶片铣床10中的一个，用于第一加工步骤。这些传送步骤将由一个中心控制单元(未示出)协调及控制。该控制单元也根据在材料码阅读站15中得到的关于毛坯的材料特性的信息来控制所配给的这些叶片铣床，即启动适配于材料的铣削程序。
在叶片铣床10之一上的第一加工步骤后，被部分加工的毛坯再由装卸系统16夹持，或带有适配器或不带有适配器(在此情况下在适配器库12处还设有中间站)地输送给一个清洗装置14，接着在测量站中测量，在适配器库12中通过一个用于第二加工步骤的适配器被保持，及然后对于第二加工步骤被分配给这两个叶片铣床10中的一个。在此情况下该铣床可是刚才进行第一加工步骤的叶片铣床，或是第二叶片铣床。在结束第二加工步骤后，这时完成的工件被装卸系统16夹持，在清洗站14中被清洗，被测量，及通过一个引出站13，需要时在附加防腐或包装后由单元中移走。
由于这个事实，即两个铣床既可执行第一加工步骤也可执行第二加工步骤，得到一个优点：整个制造过程即两个加工步骤及清洗，测量，防腐，均可通过装卸系统16受到控制单元的调节及制造地最佳运行。与所谓的箱式加工相反地，可使各个单元的停止时间最小化及使整个过程更快速及更经济地进行。
图2表示一个中等大小的相应单元，其中基本上与图1中的单元相同地构成但它具有4个叶片铣床及附加了一个标记单元20，借助它可使最后被加工、净化、完全被测量的工件设置标记，它可对工件明确地分配一个确定的加工周期及用于所需质量检查的文件记载。此外该系统具有：一个独立构成的净化单元21，最好为一个超声波清洗池；及一个测量单元22以及一个引出站23。此外在根据图2的单元中所进行的加工过程受一个在图中未示出的控制单元的控制。
图3表示一个大的单元，其中具有6个叶片铣床10，所有这些铣床可通过龙门式装卸吊车架18操作。对此需要两个装卸系统16。具有多于两个叶片铣床10的单元还可通过控制单元更优化地控制，尤其是当各个加工步骤具有非常不同的长度时。
紧着的两个图表示根据本发明的方法的两个实施例，其中第二实施例用于制造各个类型的涡轮叶片，诸如压缩机叶片、蒸汽轮机叶片、热气体叶片的动叶片和、或导向叶片。
图4a)表示一个长方六面体形状的毛坯30，该毛坯30也可为圆的或具有其它任何横截面。它也可是粗锻造或铸造的毛坯。通常这种毛坯30设有一种用于质量保证的材料码(被激光加工出的、敲击出或旋出的数字，字母部分)。
视叶片类型及尤其叶片长度而定，可在同一灵活的加工单元中(参见图1至3)使用下述方法步骤：
1.将毛坯30放置在一个传送带11(链式传送机)或一个装料斜坡上，借助它到达一个对装卸系统16的转交位置17。
2.这里毛坯30向着确定的转交位置17定向。
3.然后用在龙门式装卸吊车架18上运行的、两个装卸系统16中一个上的抓取器夹持毛坯30及借助装卸系统16送到一个材料码阅读站15上。
4.读出材料码及传送到加工导控系统、即该单元的控制单元。
5.由此作出单义的登记及对毛坯30分配一个产品号及一个系列号。
以后借助一个标记站20将号写在一个确定的面上。借助它们可单义地再产生叶片及其质量数据(文件)以及所有进行的加工步骤及其调节，这对于改造的情况具有很大意义。
6.然后借助装卸系统16将毛坯30传送到叶片铣床10之一。
7.接着借助装卸系统16的升降系统(Ram)将毛坯30移入叶片铣床10的装料及卸料区域中的夹持高度上及然后移入一个专门的夹持适配器33，如图4b)及c)中所示。这里它通过一个夹持及夹紧系统被单义地固定及夹持。为此在一个适配器更换器中(在叶片铣床的装料及卸料区域中)夹持适配器33被单义地固定及夹紧。这里夹持适配器33由两个夹爪32组成，它们具有一个夹爪夹持偏移量35，及毛坯30被侧面地夹持。为了使夹爪32运动设有一个夹持螺旋机构38。为了向下限位夹持适配器33具有一个可移动的止挡34，它具有偏移量36。适配器33本身大致为两部分的，及具有一个非部件专用的夹持件40(例如标准HSK)，该夹持件具有一个夹紧圆柱体41，用于固定到叶片铣床10的卡盘中。此外适配器33具有一个部件专用的套筒39，它携带上述的夹爪32。此外适配器33的这两个部件中的一个具有一个抓槽37，它用于使适配器33在正确确定的位置上被转交给抓取器，或夹持在适配器库中。
8.装卸系统的抓取器将松开及由叶片铣床10的这些装料及卸料区域移出。对于它将由导控系统分配另外的任务。
9.然后借助适配器更换器使带有被夹持的毛坯30的夹持适配器33换入位于铣床工作空间中的机床A旋转轴中。(原则上如刀具更换)。
10.然后用相应的NC程序及刀具加工待制造的涡轮叶片的全部基部42及43(参见图4d)及4e))。此外在长涡轮叶片的情况下预铣或终铣出通道轮廓或叶片轮廓44。
11.最后在毛坯30的外轮廓上未加工部分53中的两个对立侧上各加工出两个确定的夹持面45及46，用于以后抓取器的接收及测量位置的固定(参见图4d)及4e))。
12.然后将这样半加工(基部的加工完成)的涡轮叶片借助适配器更换器再转动到叶片铣床的装料及卸料区域中。
13.然后装卸系统16的抓取器48移入叶片铣床的装料及卸料区域中及用具有夹持偏移量50的两个夹持臂49夹入两个上夹持面45地固定与夹持毛坯30(参见图4f)及4g))。然后使毛坯30在夹持适配器33中的夹紧松开及装卸系统16将夹持在抓取器48中的半加工毛坯从夹持适配器33中移出及从叶片铣床10的装料及卸料区域中移出(参见图4h))。
14.借助装卸系统16使半加工毛坯移到一个超声波清洗池21中，以便净化。在这里半加工毛坯及抓取器的一部分被净化。
15.在净化后借助装卸系统16使半加工毛坯移到位于测量机22上的测量位置。
16.这时使半加工毛坯用其两个下夹持面46被固定及夹紧在一个专用夹持及夹紧站56中(参见图4i)及k))。然后使抓取器49松开及借助装卸系统16从测量机22的工作区域中移出。对于它将由导控系统分配另外的任务。
17.然后在该测量位置上借助设有测量头59的测量检测仪58测量整个基部及尤其是这里的将来工作面(参见图4l)及m))。这些测量报告将由测量机建立及传送给导控系统。此外在需要时建立用于另一基部加工的校正质量及借助导控系统传送到相关的叶片铣床，以便在这里进行NC程序校正。另外通过导控系统将参考质量校正发送给下个通道或叶片加工机床。
18.在涡轮叶片测量后借助装卸系统16的抓取器48固定及夹紧该半加工的毛坯或半加工的叶片的两个上夹持面45。在专用夹持及夹紧站56中的夹紧被松开及借助装卸系统16将半加工的毛坯移到叶片铣床10的装料及卸料区域中。
19.这时在其抓取器48中夹有半加工毛坯的装卸系统16将半加工毛坯或半加工叶片的基部确定地移动到一个专用夹持适配器60中，以使得通过专用夹持适配器60的成型夹持元件61单义确定地固定及夹紧该基部。该适配器也被作成两部分，它具有部件非专用的夹持部分40(例如设有HSK圆柱体)及一个套筒60。该专用夹持适配器60设有适配相应工件的专用夹爪61，此外在图4n)所示的例中夹爪具有专门的夹爪偏移量62，由此可使基部42被最佳地固定。专用夹持适配器60被单义地固定及夹持在叶片铣床的装料及卸料区域中的一个适配器更换器中。
20.然后借助适配器更换器使带有半加工叶片的专用夹持适配器60换入位于机床工作空间中的叶片铣床10的A旋转轴中。(原则上如刀具更换)。
21.然后当需要时在第一步骤中将一个中心孔设置在半加工毛坯的自由端头上。这通常通过定中装置来实现。
22.当设置了中心孔后，通过一个尾座63的翻转及移动使其后顶针64移到该中心孔上及由此使半加工的工件单一地被固定及轴向被夹持(参见图4o))。
23.当不是涡轮叶片专用所必要时步骤21至22可被去除。
24.然后借助相应的NC程序及刀具在设有中心孔的情况下加工待制造的涡轮叶片的全部通道部分及叶片部分。
25.为了加工端头部分，然后使后顶针64从中心孔移开及使尾座63沿箭头66翻转回来，由此可自由地接触到端头部分(参见图4p))。
26.当无中心孔的半加工工件的情况下在通道及叶片部分加工好后紧接着借助相应的NC程序及刀具加工端头部分。
27.然后将这样制造好的涡轮叶片68借助适配器更换器再次转动到叶片铣床10的装料及卸料区域中。
28.接着装卸系统16的抓取器48移动到铣床10的装料及卸料区域中及在专门的位置上固定并夹紧住制造好的涡轮叶片68，当专用夹持适配器60从其夹持中松开后抓取器可使它移出铣床的装料及卸料区域。
29.带有制造好的涡轮叶片68的专用夹持适配器60再借助装卸系统16移到超声波清洗池21中以便净化。在这里适配器60、涡轮叶片68及抓取器48的一部分被净化。
30.在涡轮叶片68净化后，借助装卸系统16使其移到位于测量机22上的测量位置。
31.这时将带有制造好的涡轮叶片68的专用夹持适配器60固定及夹持在一个专门的夹持站中。然后松开抓取器48及借助装卸系统16使抓取器移出测量机22的工作区域。对于它将由导控系统分配另外的任务。
32.在该测量位置上接着测量整个涡轮叶片68。测量报告将由测量机22建立及传送给导控系统。此外在需要时建立用于另一通道加工的校正质量及借助导控系统传送到相关的叶片铣床，以便在这里进行NC程序校正。借助这些测量数据将使叶片的文件完善。
33.在涡轮叶片被测量后借助装卸系统16的抓取器48使带有制造好的涡轮叶片68的专用夹持适配器60-在从其专门的夹持站中松开后-移到标记站20。在这里将制造好的涡轮叶片通过激光、雕刻或其它标记方式设置单义的、可复制的码。
34.在标记站20后将借助装卸系统16的抓取器48使带有制造好的涡轮叶片68的专用夹持适配器60移到涡轮叶片夹持站上。在这里使专用夹持适配器60固定及夹紧在一个夹接收器中。抓取器48将释放开专用夹持适配器60。
35.成型夹持元件61通过解锁单元松开，由此使制造好的涡轮叶片68向下落到清洗及防腐装置14或21的受料容器中。如果这不是自动进行的，则也可借助装卸系统16的抓取器48移出及移入涡轮叶片68。
36.在最后步骤上使涡轮叶片68通过清洗及防腐装置14传送，在这里它被清洗及必要时被存放。
37.如果到远程的组装位置存在较长的传送距离，则在其中涡轮叶片被放置在一个固定托架中的常规的引出站后设置一个包装焊接站，在这里将涡轮叶片焊接好，用于继续传送。
概括地说，该方法、即先加工一个端部及接着加工另一端部及如图4中所示的方法包括以下步骤：
·引入毛坯
·从毛坯读出其检验号
·将毛坯放置到机床中
·加工基部
·取出工件及置入新部件
·清洗工件
·置入测量机
·测量基部(计算校正量及传送给机床)
·从测量机取出工件及置入下个机床中
·加工叶片及端头
·取出带有适配器的工件
·净化工件
·置入测量机
·测量叶片及端头(计算校正量及传送给机床)
·取出工件
·对工件设置标记
·引出工件(在清洗机中从适配器取出)
图5表示根据本发明的另一方法的实施例，其中在第一加工步骤中加工工件的中间区域及在第二加工步骤中加工两个(或仅一个)端部区域(最后夹持在菱形面上)。该方法在其整体上包括以下步骤：
1.将毛坯30放置在一个传送带11(链式传送机)或一个装料斜坡上，借助它到达一个对装卸系统16的转交位置17。
2.这里毛坯30向着确定的转交位置17定向。
3.然后用在龙门式装卸吊车架18上运行的、两个装卸系统16中一个上的抓取器夹紧毛坯30及借助装卸系统16送到一个材料码阅读站15上。
4.读出材料码及传送到加工导控系统、即该单元的控制单元。
5.由此作出单义的登记及对毛坯30分配一个产品号及一个系列号。
以后借助一个标记站20将号写在一个确定的面上。借助它们可单义地再产生叶片及其质量数据(文件)以及所有进行的加工步骤及其调节，这对于改造的情况具有很大意义。
6.然后借助装卸系统16将毛坯30传送到叶片铣床10之一。
7.接着借助装卸系统16的升降系统将毛坯30移入叶片铣床10的装料及卸料区域中的夹持高度上及然后移入一个专门的夹持适配器33，如图5a)中所示。这里它通过一个夹持及夹紧系统被单义地固定及夹紧。为此在一个适配器更换器中在叶片铣床的装料及卸料区域中夹持适配器33被单义地固定及夹紧。这里夹持适配器33由两个夹爪70组成，它们具有一个夹爪夹持偏移量71，及毛坯30被侧面地夹持。为了使夹爪70运动设有一个夹持螺旋机构(未示出)。此外为了向下限位夹持适配器33如上述实施例那样具有一个可移动的止挡。适配器33本身大致为两部分的，及具有一个非部件专用的夹持件40(例如标准HSK)，该夹持件具有一个夹紧圆柱体41，用于固定到叶片铣床10的卡盘中。此外适配器33具有一个部件专用的套筒72，它携带上述的夹爪70。此外适配器33的这两个部件中的一个具有一个抓槽37，它用于使适配器33在正确确定的位置上被转交给抓取器，或夹持在适配器库中。
8.装卸系统的抓取器将松开及由叶片铣床10的这些装料及卸料区域移出。对于它将由导控系统分配另外的任务。
9.然后借助适配器更换器使带有被夹持的毛坯30的夹持适配器33换入位于铣床工作空间中的机床A旋转轴中。(原则上如刀具更换)。
10.然后当需要时在第一步骤中将一个中心孔设置在毛坯30的自由端头上。这通常通过定中装置来实现。
11.当设置了中心孔后，接着通过一个尾座63的翻转及移动使其后顶针64移到该中心孔上及由此使毛坯30单义地被固定及轴向被夹持。
12.当不是涡轮叶片专用所必要时步骤10至12可被去除。
13.然后借助相应的NC程序及刀具在设有或不设有中心孔的情况下加工待制造的涡轮叶片的全部涡轮叶片(基部，通道，叶片，端头部分)。在基部及端头侧上可铣出切槽76及77，由此以后可铣削毛坯的剩余部分74及75(参见5a))。
14.然后将几乎加工好的涡轮叶片借助适配器更换器再转动到叶片铣床的装料及卸料区域中。
15.然后装卸系统的抓取器移入叶片铣床的装料及卸料区域中及使带有几乎加工好的涡轮叶片的夹持适配器33固定及夹紧在专门的位置上，由此在夹持适配器33从其夹紧中松开后使它从叶片铣床的装料及卸料区域中移出。
16.借助装卸系统16使带有几乎加工好的涡轮叶片的夹持适配器33移到一个超声波清洗池21中，以便净化。在这里带有几乎加工好的涡轮叶片的夹持适配器33及抓取器的一部分被净化。
17.在净化后借助装卸系统16使带有几乎加工好的涡轮叶片的夹持适配器33移到位于测量机22上的测量位置(参见图5b))。
18.这时使带有几乎加工好的涡轮叶片的夹持适配器33固定及夹紧在一个专用夹持站中。然后使抓取器松开及借助装卸系统16从测量机22的工作区域中移出。对于它将由导控系统分配另外的任务。
19.然后在该测量位置上测量整个涡轮叶片。测量报告将由测量机22建立及传送给导控系统。此外在需要时建立用于另一通道加工的校正质量及借助导控系统传送到相关的叶片铣床上，以便在这里进行NC程序校正。
20.然后借助这些测量数据将使叶片的文件完善。
21.然后装卸系统16的抓取器移入测量机22中及在夹持适配器33松开后取出几乎加工好的及测量好的涡轮叶片及再将它固定在被夹紧在专用持适配器78的第二位置上(参见图5c))。在此情况下该几乎加工好的涡轮叶片与专用夹持适配器78的轴形成垂直，及由两个可更换的夹爪79固定，这些夹爪具有夹持偏移量80及可彼此沿箭头81移动。在此情况下固定是在几乎加工好的涡轮叶片的菱形面上来实现的。
22.在涡轮叶片定向后最后使它单义地夹紧在专用夹持适配器78中。然后借助装卸系统16的抓取器使几乎加工好的涡轮叶片从测量机22中移出及移到叶片铣床上。
23.(原文空缺-译者注)
24.然后装卸系统的抓取器移入叶片铣床的装料及卸料区域中及使带有几乎加工好的涡轮叶片的专用夹持适配器78固定及夹紧在适配器更换器中。
25.借助适配器更换器使带有几乎加工好的涡轮叶片的专用夹持适配器78换入位于机床工作空间中的机床的A旋转轴中。(原则上如刀具更换)。
26.然后借助相应的NC程序及刀具精铣削涡轮叶片的端头部分及基部部分(参见图5e)及f))。
27.然后将带有制造好的涡轮叶片的专用夹持适配器78借助适配器更换器转动到叶片铣床10的装料及卸料区域中。
28.接着装卸系统的抓取器移动到叶片铣床的装料及卸料区域中及固定并夹紧带有制造好的涡轮叶片的专用夹持适配器78，以使得当专用夹持适配器78从其夹紧中松开后可使它移出铣床的装料及卸料区域。
29.带有制造好的涡轮叶片的专用夹持适配器78再借助装卸系统16移到超声波清洗池21中以便净化。在这里带有制造好的涡轮叶片82的专用夹持适配器及抓取器的一部分被净化。
30.在带有制造好的涡轮叶片82的专用夹持适配器78净化后，当再次需要时借助装卸系统16使其移到位于测量机22上的测量位置。
31.接着在该测量位置上，当需要时，测量涡轮叶片82的剩余部分。这些测量报告将由测量机建立及传送给导控系统。此外在需要时建立用于另一端头及基部加工的校正质量及借助导控系统传送到相关的叶片铣床，以便在这里进行NC程序校正。
32.然后借助这些端头及基部轮廓测量数据将使叶片的文件完善。
33.在涡轮叶片被测量后借助装卸系统16的抓取器使带有制造好的涡轮叶片82的专用夹持适配器78-在从其专门的夹持站中松开后-移到标记站20。在这里将制造好的涡轮叶片82通过激光、雕刻或其它标记方式设置单义的、可再产生的码。
34.在标记站20后将借助装卸系统16的抓取器使带有制造好的涡轮叶片82的专用夹持适配器78移到引出夹紧站上。在这里使专用夹持适配器固定及夹紧在一个夹紧收器中。抓取器将释放开专用夹持适配器。
35.成型夹持元件79通过解锁单元松开，由此使制造好的涡轮叶片向下落到清洗及防腐装置的接收容器中。如果这不是自动进行的，则也可借助装卸系统的抓取器移出及移入涡轮叶片82。
36.在最后步骤上使涡轮叶片通过清洗及防腐装置传送，在这里它被清洗及必要时被存放。
37.如果到远程的组装位置存在较长的传送距离，则在其中涡轮叶片被放置在一个固定托架中的常规的引出站13后设置一个包装焊接站，在这里将涡轮叶片包装焊接好，用于继续传送。
这些各个加工过程可由导控系统根据需要分配给所有叶片铣床。如上所述的固定配置不是强制地需要的。
如果操作站应设置在点14后，则工件也可被中间置放在一个工件缓冲位置上。
如果操作站应设置在点28后，则工件也可被中间置放在适配器库12中。
上述方法适于制造以下规格的涡轮叶片：
叶片质量：表面N4-N5
          公差+/-0.002mm
尺寸：长度  ＞10mm
            ＜400mm或＜800mm
旋转直径    ＞50mm
            ＜400mm或＜800mm
重量        ＞0.01kg
        ＜40kg或＜140kg
该方法允许以两个加工及测量步骤制造涡轮叶片，最后该涡轮叶片在结构上被制造好及质量被记录存挡。所有传送，夹持操作，测量校正循环等在一个单元中自动进行。当必要时，可在引出站上进行质量的记录存挡的防腐。
应当指出，使用上面所提出的方法的一个系列运行时间可少于一天，而相反地，在一个传统的涡轮叶片的制造中该运行时间需要更多甚至14天。

Claims (19)

1.用于借助至少一个加工机床如一个铣床(10)对毛坯(30)从各方向加工的方法，其特征在于：
在一个第一加工步骤中，所述毛坯(30)被至少一个第一适配器(33，39，72)夹持及由一个加工机床如铣床(10)将一个第一区域(42，43，44，47；42，43，44，47，73)加工成其最后的、与按照规定的使用相应的部分形状，及
在一个第二加工步骤中，所述部分被加工的毛坯由至少一个第二适配器(60，78)夹持在所述已被最后加工好的第一区域(42，43，44，47；42，43，44，47，73)中，及由一个加工机床如铣床(10)将其余区域(53；74，75)加工成其最后的、与按照规定的使用相应的整体形状(68，82)。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于：所述毛坯(30)是由金属或陶瓷材料制成的圆柱形或多面体的形状的毛坯，尤其优选的是平行六面体块件形状的毛坯或是一个铸件毛坯。
3.根据权利要求2的方法，其特征在于：所述毛坯(30)还没经受预加工步骤。
4.根据以上权利要求中一项的方法，其特征在于：在所述第一加工步骤后所述被部分加工的毛坯被净化和/或测量，其中对此特别优选的是所述毛坯在一个确定的夹持装置(48，72)中从所述加工机床如铣床(10)的加工区域中移走、被净化、和/或在一个测量站(22)中被测量。
5.根据权利要求4的方法，其特征在于：为了确定地夹持在所述第一加工步骤中在这些其余的区域(53)中加工出确定的夹持面(45，46)，通过这些夹持面，传送装置、尤其是抓取器(48)形式的传送装置和/或所述测量站(22)或一个净化单元(21)的夹持装置、尤其是抓取器(56)形式的夹持装置可将所述部分加工的毛坯夹持在确定位置中。
6.根据以上权利要求中一项的方法，其特征在于：所述最终的整体形状(68，82)是一个具有或不具有围带的涡轮叶片，尤其是具有范围从N4至N5及公差为+-0.002mm的表面的、长度在10至400mm范围中的、及旋转直径为50至400mm的、及重量为0.01至40kg的涡轮叶片。
7.根据以上权利要求中一项的方法，其特征在于：在所述第二加工步骤后的所述最终整体形状(68，82)被净化和/或测量和/或包装。
8.根据以上权利要求中一项的方法，其特征在于：所述第一适配器(33，39)夹持所述毛坯(30)的一个第一端部；在所述第一加工步骤中所述毛坯的第二端部被加工成其最后的、与按照规定的使用相应的部分形状(42，43，44，47)；所述第二适配器(60)夹持所述部分被加工的毛坯的所述部分形状(42，43，44，47)及在所述第二加工步骤中所述第一端部(53)被加工成最后的整体形状(68)。
9.根据权利要求5，6及8的方法，其特征在于：所述部分形状(42，43，44，47)是所述涡轮叶片的基部区域。
10.根据权利要求9的方法，其特征在于：在所述第一加工步骤中在所述毛坯的两个对立的侧面各铣出两个盲孔(45，46)形式的、确定的夹持面，其中一对上夹持面(45)用于由一个抓取器(48)夹持，以使所述部分被加工的毛坯由所述加工机床如铣床(10)的所述加工区域移走或再移入，及一对下夹持面(46)用于将所述部分被加工的毛坯确定地固定在测量站(22)上。
11.根据权利要求10的方法，其特征在于：在所述第二加工步骤中在背离所述基部的面上铣出一个中心孔，及至少当一些材料加工步骤期间当第二加工步骤时在所述中心孔中顶入一个可移动和/或可翻转的尾座，以便夹持。
12.根据权利要求1至7中一项的方法，其特征在于：所述第一适配器(72)夹持所述毛坯(30)的一个第一端部及需要时所述第二端部通过一个可移动和/或可翻转的尾座及一个中心孔固定；在所述第一加工步骤中所述毛坯的中间区域及需要时其端部区域之一被加工成其最后的、与按照规定的使用相应的部分形状(42，43，44，47，73)；所述第二适配器(78)夹持所述部分被加工的毛坯的中间的部分形状(42，43，44，47，73)及所述一个端部区域或需要时两个端部区域被加工成最后的整体形状(82)。
13.根据权利要求6及10的方法，其特征在于：所述部分形状(42，43，44，47，73)是在端头部分和/或基部部分上留有未加工的超出部分(74，75)的涡轮叶片，其中尤其优选的是在所述第一加工步骤时在超出部分(74，75)与所述涡轮叶片(42，43，44，47，73)之间设有一些切槽(76，77)。
14.根据权利要求13的方法，其特征在于：所述第二适配器(78)用两个夹爪(79)夹持所述部分被加工的涡轮叶片，其中所述部分被加工的涡轮叶片的轴基本垂直于所述第二适配器(78)在所述加工机床如铣床(10)中的固定轴。
15.根据以上权利要求中一项的方法，其特征在于：至少两个加工机床如铣床(10)在一个单元中同时被使用，其中这些毛坯(30)、这些部分被加工的毛坯及所述最后的整体形状(68，82)通过一个中心控制部分借助一个装卸系统(16)利用龙门式装卸吊车架(18)上输送到各可供使用的加工机床如铣床(10)及在其中经受一个第一或第二加工步骤。
16.根据权利要求15的方法，其特征在于：在该单元中与龙门式装卸吊车架上同时连接着至少一个测量单元(22)和/或至少一个净化单元(21)和/或至少一个工件缓冲位置和/或一个传送带(11)和/或一个适配器库(12)和/或一个引出站(13)和/或一个清洗及防腐装置(14)和/或一个材料码阅读站(15)和/或一个标记单元(20)，及中心控制部分将这些部分适配相应条件地赋给这些单元。
17.用于实施根据权利要求1至16中一项的方法的装置。
18.根据权利要求17的、用于实施根据权利要求15或16的方法的装置，其特征在于：通过一个单一的、直线的或循环式地构成的龙门式装卸吊车架(18)，尤其是一个带或轨道形式的、在其上可移动地支承带有至少一个抓取器的装卸系统(16)的龙门式装卸吊车架，将这些毛坯(30)、这些部分被加工的毛坯及这些最后的整体形状(68，82)提供给这些加工机床如铣床(10)及需要时一个测量单元(22)和/或至少一个净化单元(21)和/或至少一个工件缓冲位置和/或一个传送带(11)和/或一个适配器库(12)和/或一个引出站(13)和/或一个清洗及防腐装置(14)和/或一个材料码阅读站(15)和/或一个标记单元(20)。
19.根据权利要求17的装置应用于制造一种涡轮叶片，尤其是具有或不具有围带的、具有范围从N4至N5及公差为+-0.002mm的表面的、长度在10至400mm范围中的、及旋转直径为50至400mm的、及重量为0.01至40kg的涡轮叶片。
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