JP2001310253A - 研磨装置 - Google Patents

研磨装置

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JP2001310253A
JP2001310253A JP2000131435A JP2000131435A JP2001310253A JP 2001310253 A JP2001310253 A JP 2001310253A JP 2000131435 A JP2000131435 A JP 2000131435A JP 2000131435 A JP2000131435 A JP 2000131435A JP 2001310253 A JP2001310253 A JP 2001310253A
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Kazuhide Inoue
和英 井上
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Abstract

(57)【要約】 【課題】研磨ヘッドを被研磨物の形状に合うように自由
に変更ができ、品質の高維持とコストの低減化を図った
研磨装置を提供する。 【解決手段】本発明に係る研磨装置は、被研磨物15を
把持する把持部18を予め定められた位置に自在に移動
できる被研磨物把持移動部12と、上記被研磨物15に
対し、接離自在に移動できる移動研磨部13と、上記被
研磨物把持移動部12と上記移動研磨部13とのそれぞ
れに駆動指令を与える制御部14とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、研磨装置に係り、
特に、タービン羽根の腹側面および背側面を自動的に研
磨する研磨装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、蒸気タービンは、タービン羽根を
タービン軸の周方向に沿って環状列に配置し、環状列に
配置したタービン羽根と隣接のタービン羽根との間に蒸
気通路を形成し、蒸気通路を軸方向に複数段に亘って形
成し、各段の蒸気通路に蒸気を流して膨張仕事をさせ、
その際、蒸気の持つ熱エネルギを動力(回転トルク)に
変えている。
【0003】このような軸流タイプの蒸気タービンで
は、蒸気通路を形成するタービン羽根の腹側面と背側面
とのそれぞれに研磨加工を施工し、蒸気通路を粗さの少
ない滑らかな形状にしており、その研磨加工手段として
いくつかのタイプが用いられている。
【0004】従来、蒸気タービンに組み込まれるタービ
ン羽根は、図8に示すように、タービン軸1に植設され
た植込み部2と、蒸気通路3を形成する翼有効部4と、
翼有効部4の先端に設けられ運転中に発生する振動を抑
制するスナッバーカバー5と、翼有効部4の中間部に設
けられ運転中に発生する振動を抑制するラグ部6とを備
え、蒸気通路3を流れる蒸気を次段落のタービンノズル
(図示せず)に案内している。
【0005】また、翼有効部4は、図9に示すように、
腹側面7、背側面8ともに、外側に向って湾曲状に形成
し、この湾曲状に形成した腹側面7および背側面8のそ
れぞれに研磨加工を施工している。
【0006】湾曲状に形成した腹側面7および背側面8
のそれぞれに適用する研磨装置には、コンタクトホイー
ルと称する円輪の腹側面専用のものを腹側面7および背
側面8の両方に適用するものや、腹側面専用の円輪を腹
側面7に適用し、背側面専用の円輪を背側面8に適用す
るものや、あるいは図10に示すように、研磨ヘッド部
9に比較的大口径の円輪10とこれと相対的に小口径の
円輪11とを備え、比較的小口径の円輪10を腹側面7
に適用し、これと相対的に大口径の円輪11を背側面8
に適用するものとがある。これらの研磨装置は、必要に
応じて使い分けられている。
【0007】また、タービン羽根は、前縁(リーディン
グエッジ)や後縁(トレーリングエッジ)の肉厚が比較
的薄く、形状も鋭角状局面部が多いことも手伝って、研
磨の加工に支障をきたすため、手作業で施工している。
【0008】また、最近では、複数本のタービン羽根の
研磨加工および面取り加工を自動的に施工できる研磨装
置が、例えば特開平9−183056号公報に開示され
ている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】タービン羽根の腹側面
7および背側面8のそれぞれを研磨加工する際に使用し
ている上述研磨加工装置には、いくつかの問題点があっ
た。
【0010】上述、腹側面専用のものをタービン羽根の
腹側面7および背側面8の両方に適用する研磨装置で
は、研磨作業に長時間を要するので生産性が低下し、コ
ストの増加に結びつく問題点があった。
【0011】また、腹側面専用および背側面専用の2つ
の研磨ヘッドを持った研磨装置では、被研磨物へのトレ
ース位置制御が複雑になり、その分、コスト高騰に跳ね
返るとともに、緊急作業時に、一度、トラブルが発生す
ると、迅速な復旧ができない問題点があった。
【0012】また、タービン羽根の前縁や後縁の手作業
施工では、仕上の品質にバラツキが出、タービン羽根の
流力性能を向上させる点で不十分となる問題点があっ
た。
【0013】本発明は、このような事情に基づいてなさ
れたもので、研磨ヘッドを被研磨物の形状に合うように
自由に交換ができ、高品質の維持とコストの低減化を図
った研磨装置を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明に係る研磨装置
は、上述の目的を達成するために、請求項1に記載した
ように、被研磨物を把持する把持部を予め定められた位
置に自在に移動できる被研磨物把持移動部と、上記被研
磨物に対し、接離自在に移動できる移動研磨部と、上記
被研磨物把持移動部と上記移動研磨部とのそれぞれに駆
動指令を与える制御部とを備えたものである。
【0015】本発明に係る研磨装置は、上述の目的を達
成するために、請求項2に記載したように、移動研磨部
は、研磨ヘッド架台に設けたレール上を進退移動し、被
研磨物に接離する研磨ヘッド部を備えたものである。
【0016】本発明に係る研磨装置は、上述の目的を達
成するために、請求項3に記載したように、研磨ヘッド
部は、枠組部に組み込まれたプーリおよび研磨部を介し
て移動する砥粒を備えたベルトと、上記枠組部に組み込
まれ、上記ベルトの張力を調整する張力調整用シリンダ
と、上記枠組部に組み込まれ、被研磨物に当接する研磨
部の研磨圧力を調整する研磨圧力調整用シリンダとを備
えたものである。
【0017】本発明に係る研磨装置は、上述の目的を達
成するために、請求項4に記載したように、研磨部は、
比較的口径の大きい円輪と、比較的口径の小さい複数の
円輪と、上記比較的口径の大きい円輪と上記比較的口径
の小さい複数の円輪とのうち、被研磨物に当接する円輪
を検出する円輪位置検出器と、被研磨物に当接する円輪
を残りの円輪に変更させる円輪変更機構部と、前記円輪
変更機構部に駆動力を供給するモータと、このモータの
駆動力を減速させる減速機とを備えたものである。
【0018】本発明に係る研磨装置は、上述の目的を達
成するために、請求項5に記載したように、円輪変更機
構部は、比較的口径の大きい円輪を支持するアームと比
較的口径の小さい複数の円輪を支持するアームとを、口
径の異なる別の複数の円輪を支持するアームに置き換え
て組み込む構成にしたものである。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る研磨装置の実
施形態を図面および図面に付した符号を引用して説明す
る。
【0020】図1は、本発明に係る研磨装置の配置を示
す概略斜視図である。
【0021】本実施形態に係る研磨装置は、例えばター
ビン羽根等の被研磨物(ワーク)15を把持し、適正位
置に移動させる被研磨物把持移動部12と、被研磨物1
5に沿って移動しながら研磨する移動研磨部13と、被
研磨物把持移動部12と移動研磨部13とを適正位置に
移動調整する制御部14とを備えて構成される。
【0022】被研磨物把持移動部12は、ベッド16に
設けたコラム17のY軸方向に沿って把持部18を摺動
させる第1モータ19と、把持部18をC軸を中心に回
転させる第2モータ20と、把持部18をA軸を中心に
回転させる第3モータ21とを備え、被研磨物15の設
置位置を自在に調整できるようになっている。
【0023】また、移動研磨部13は、ベッド16に設
けたレール22のX軸方向に沿って基板23を摺動させ
る第4モータ24と、基板23上に設けられ、研磨ヘッ
ド架台25をB軸を中心に回転させる第5モータ26
と、研磨ヘッド架台25に設けた研磨ヘッド27をZ軸
方向に沿って摺動させる第6モータ28とを備え、被研
磨物15の寸法、形状に合わせて研磨ヘッド2つを自在
に接離させることができるようになっている。
【0024】また、制御部14は、NC制御指令部29
と、以下に後述する円輪(コンタクトホイール)選択部
30、研磨ヘッド部用ベルト張力調整部31、研磨ヘッ
ド部用ベルト駆動部32を備え、予めプログラムを組み
込んでおいたNC制御指令部29からの指令を円輪選択
部30、研磨ヘッド用ベルト張力調整部31、および研
磨ヘッド用ベルト駆動部32を介して研磨ヘッド部27
に与え、研磨ヘッド部27の被研磨物15への研磨加工
の自動化を図っている。
【0025】一方、研磨ヘッド部27は、図2に示すよ
うに、枠組部33に組み込まれた第1プーリ34、第2
プーリ35、第3プーリ36、第4プーリ37、研磨部
38、第5プーリ39を介して回転する砥粒を備えたベ
ルト40と、研磨ヘッド架台25に組み込まれ、図1で
示した研磨ヘッド部用ベルト駆動部32からの指令に基
づいてベルト40を駆動するモータ41と、枠組部33
に組み込まれ、図1で示した研磨ヘッド部用ベルト張力
調整部31の指令に基づいてベルト40a張力を調整す
る張力調整用シリンダ42と、枠組部33に組み込ま
れ、研磨部38の被研磨物15への研磨圧力(押圧力)
を調整する研磨圧力調整用シリンダ43とを備えてい
る。
【0026】また、研磨ヘッド部27は、枠組部33に
台車44、44を備え、研磨ヘッド架台25のレール4
5上をZ軸に向って進退摺動する構成になっている。
【0027】また、研磨部38は、図3に示すようにア
ーム46a,46b,46cに支持される比較的大口径
の円輪(コンタクトホイール)47aおよび比較的大口
径の円輪47aに較べて相対的に小口径の円輪47b,
47cと、図1で示した円輪選択部30からの指令に基
づいてアーム46a,46b,46cを回転させるモー
タ48と、モータ48からの駆動力を減速する減速機4
9(円輪変更機構部51)と、円輪47a,47b,4
7cのうち、いずれの円輪が被研磨物15に当接し、研
磨加工しているかを検出する円輪位置検出器50を備え
ている。なお、被研磨物15に当接していない円輪は、
アイドリングプーリとして機能している。また、研磨部
38は、アーム46a,46b,46cを介して予め準
備され、口径の異なる別の円輪に交換することができる
ようになっているこのような構成を備えた研磨装置にお
いて、研磨部38は、図4に示すように、被研磨物1
5、具体的にはタービン羽根の腹側面7を研磨する場
合、円輪変更機構部51を操作し、アーム46bで支持
された小口径の円輪47bを腹側面7に当接させ、残り
の大口径の円輪47aと小口径の円輪47cをアイドリ
ングプールとして機能させ、図1で示した制御部14の
NC制御指令部29からの指令に基づいて図2に示した
モータ41を駆動し、これに伴って図4に示すように、
ベルト40を駆動し、腹側面7を研磨加工する。
【0028】また、研磨部38は、図5に示すように、
タービン羽根の背側面8を研磨する場合、円輪選択部3
0からの指令に基づいて円輪変更機構部51を操作し、
アーム46aで支持された大口径の円輪47aを背側面
8に当接させ、残りの小口径の円輪47b,47cをア
イドリングプーリとして機能させ、上述と同様に、ベル
ト40を駆動し、背側面8を研磨加工する。
【0029】また、研磨部38は、図6に示すように、
タービン羽根の前縁52を研磨する場合、小口径の円輪
46b,47cを移動するベルト40を利用してもよ
く、さらに、図7に示すように、タービン羽根の背側面
8のより広い面積を研磨する場合も小口径の円輪47
b,47c間を移動するベルト40を利用してもよい。
【0030】このように、本実施形態では、研磨部38
の大小口径の異なる円輪47a,47b,47cの位置
を被研磨物15の形状に併せて変更移動させて被研磨物
15を研磨加工したので、被研磨物15の研磨加工に要
する作業時間をより一層短縮してコストを低減させるこ
とができ、複雑な形状の被研磨物15でも高品質に維持
することができる。
【0031】
【発明の効果】以上の説明のとおり、本発明に係る研磨
装置は、研磨ヘッド部を被研磨物の形状に合わせて選択
できる研磨部を設けたので、複雑な形状の被研磨物でも
容易に研磨加工することができるとともに、研磨加工時
間を短縮させることができる。
【0032】また、本発明に係る研磨装置は、研磨ヘッ
ド部からの研磨部を介して移動する砥粒を備えたベルト
の張力を調整する手段と、研磨部から被研磨物に与える
研磨圧力を調整する手段とを整えたので、被研磨物の研
磨加工を高品質に維持させることができる。
【0033】また、本発明に係る研磨装置は、被研磨物
および研磨ヘッド部の研磨部のそれぞれの設定位置を自
由に調整できる制御部を備えたので、作業者の労力をよ
り一層軽減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る研磨装置の配置を示す概略斜視
図。
【図2】本発明に係る研磨装置における研磨ヘッド部を
示す概念図。
【図3】本発明に係る研磨ヘッド部における研磨部を示
す概念図。
【図4】本発明に係る研磨ヘッド部における研磨部を用
いてタービン羽根の腹側面を研磨加工することを説明す
るために用いた概念図。
【図5】本発明に係る研磨ヘッド部における研磨部を用
いてタービン羽根の背側面を研磨加工することを説明す
るために用いた概念図。
【図6】本発明に係る研磨ヘッド部における研磨部を用
いてタービン羽根の前縁を研磨加工することを説明する
ために用いた概念図。
【図7】本発明に係る研磨ヘッド部における研磨部を用
いてタービン羽根の背側面をより広く研磨加工すること
を説明するために用いた概念図。
【図8】蒸気タービンに用いられるタービン羽根を示す
一部切欠き斜視図。
【図9】図8のA−A矢視方向から切断した断面図。
【図10】タービン羽根に適用する従来の研磨装置を示
す概念図。
【符号の説明】
1 タービン軸 2 植込み部 3 蒸気通路 4 翼有効部 5 スナッバーカバー 6 ラグ部 7 腹側面 8 背側面 9 研磨ヘッド部 10 円輪 11 円輪 12 被研磨物把持移動部 13 移動研磨部 14 制御部 15 被研磨物 16 ベッド 17 コラム 18 把持部 19 第1モータ 20 第2モータ 21 第3モータ 22 レール 23 基板 24 第4モータ 25 研磨ヘッド架台 26 第5モータ 27 研磨ヘッド部 28 第6モータ 29 NC制御指令部 30 円輪選択部 31 研磨ヘッド部用ベルト張力調整部 32 研磨ヘッド部用ベルト駆動部 33 枠組部 34 第1プーリ 35 第2プーリ 36 第3プーリ 37 第4プーリ 38 研磨部 39 第5プーリ 40 ベルト 41 モータ 42 張力調整用シリンダ 43 研磨圧力調整用シリンダ 44 台車 45 レール 46 46a,46b,46c アーム 47 47a,47b,47c 円輪 48 モータ 49 減速機 50 円輪位置検出器 51 円輪変更機構部 52 前縁 53 制御線

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被研磨物を把持する把持部を予め定めら
    れた位置に自在に移動できる被研磨物把持移動部と、上
    記被研磨物に対し、接離自在に移動できる移動研磨部
    と、上記被研磨物把持移動部と上記移動研磨部とのそれ
    ぞれに駆動指令を与える制御部とを備えたことを特徴と
    する研磨装置。
  2. 【請求項2】 移動研磨部は、研磨ヘッド架台に設けた
    レール上を進退移動し、被研磨物に接離する研磨ヘッド
    部を備えたことを特徴とする請求項1に記載の研磨装
    置。
  3. 【請求項3】 研磨ヘッド部は、枠組部に組み込まれた
    プーリおよび研磨部を介して移動する砥粒を備えたベル
    トと、上記枠組部に組み込まれ、上記ベルトの張力を調
    整する張力調整用シリンダと、上記枠組部に組み込ま
    れ、被研磨物に当接する研磨部の研磨圧力を調整する研
    磨圧力調整用シリンダとを備えたことを特徴とする請求
    項2に記載の研磨装置。
  4. 【請求項4】 研磨部は、比較的口径の大きい円輪と、
    比較的口径の小さい複数の円輪と、上記比較的口径の大
    きい円輪と上記比較的口径の小さい複数の円輪とのう
    ち、被研磨物に当接する円輪を検出する円輪位置検出器
    と、被研磨物に当接する円輪を残りの円輪に変更させる
    円輪変更機構部と、前記円輪変更機構部に駆動力を供給
    するモータと、このモータの駆動力を減速させる減速機
    とを備えたことを特徴とする請求項3に記載の研磨装
    置。
  5. 【請求項5】 円輪変更機構部は、比較的口径の大きい
    円輪を支持するアームと比較的口径の小さい複数の円輪
    を支持するアームとを、口径の異なる別の複数の円輪を
    支持するアームに置き換えて組み込む構成にしたことを
    特徴とする請求項4に記載の研磨装置。
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