JP2002006911A - 公称移動機械加工 - Google Patents
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- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 前機械加工された工作物を最初に規定された
公差内で公称の形状に合わせて再機械加工するためのプ
ロセス。 【解決手段】 工作物（１２ｂ）の公称の形状は、多軸
数値制御工作機械（１０）に記憶される。工作物（１２
ｂ）は制御工作機械（１０）において検知され、公称の
形状からのオフセット（Ｔ、Ｌ）を決定する。その後、
工作物（１２ｂ）は、公称の形状と一致するようにオフ
セット分だけ移動させられる。続いて、工作物は公称の
形状にしたがって機械加工される。
公差内で公称の形状に合わせて再機械加工するためのプ
ロセス。 【解決手段】 工作物（１２ｂ）の公称の形状は、多軸
数値制御工作機械（１０）に記憶される。工作物（１２
ｂ）は制御工作機械（１０）において検知され、公称の
形状からのオフセット（Ｔ、Ｌ）を決定する。その後、
工作物（１２ｂ）は、公称の形状と一致するようにオフ
セット分だけ移動させられる。続いて、工作物は公称の
形状にしたがって機械加工される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一般的には製造に関
し、更に特定すれば、個々の工作物の機械加工に関す
る。
し、更に特定すれば、個々の工作物の機械加工に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービンエンジン圧縮機は、支持デ
ィスクから外側に半径方向に延出する圧縮機用回転ブレ
ード、すなわち、翼形の列を含む。各ブレードは、相補
性のあり継ぎ溝を有するディスクの周辺にブレードを取
外し可能に設置するための一体的なあり継ぎを含んでも
よい。あるいは、通例、ブリスク（blisk）と呼ばれる
単体又は一体化された羽根付ディスク組立体中に、ディ
スクと一体的に形成されてもよい。
ィスクから外側に半径方向に延出する圧縮機用回転ブレ
ード、すなわち、翼形の列を含む。各ブレードは、相補
性のあり継ぎ溝を有するディスクの周辺にブレードを取
外し可能に設置するための一体的なあり継ぎを含んでも
よい。あるいは、通例、ブリスク（blisk）と呼ばれる
単体又は一体化された羽根付ディスク組立体中に、ディ
スクと一体的に形成されてもよい。
【０００３】各ブレードは、軸方向に離間して配置され
た前縁と後縁の間に、基端部から先端部に至るまで半径
方向に延出するほほ凹状の圧力側とほぼ凸状の吸込側と
を備える翼形形状を有する。翼形は、複雑な３次元（３
Ｄ）形状を有し、通常、積み重なったラジアル軸のまわ
りにねじられている。
た前縁と後縁の間に、基端部から先端部に至るまで半径
方向に延出するほほ凹状の圧力側とほぼ凸状の吸込側と
を備える翼形形状を有する。翼形は、複雑な３次元（３
Ｄ）形状を有し、通常、積み重なったラジアル軸のまわ
りにねじられている。
【０００４】ディスクのブレード、すなわち、ブリスク
のブレードは、種々の方法により製造されるが、製造時
の困難と費用の度合いは様々である。いずれの場合にお
いても、設計仕様にしたがって所望の翼形形状を達成す
るためには、最初の工作物から素材を除去する必要があ
る。
のブレードは、種々の方法により製造されるが、製造時
の困難と費用の度合いは様々である。いずれの場合にお
いても、設計仕様にしたがって所望の翼形形状を達成す
るためには、最初の工作物から素材を除去する必要があ
る。
【０００５】各翼形の形状は、通常、３次元の座標系に
おける適切な数の表面点により規定される。各ブレード
の公称の形状は、所望の空気力学的形状及び特徴箇所の
相対位置を規定する。
おける適切な数の表面点により規定される。各ブレード
の公称の形状は、所望の空気力学的形状及び特徴箇所の
相対位置を規定する。
【０００６】全製造プロセスは、素材の除去時に不規則
なバラツキを受けるので、公称の形状は、特定の設計に
許容される寸法における大小のバラツキを小さい公差に
より制限するのが望ましい。例えば、特定の形状要素の
設計寸法は、所望の形状に対する公称の寸法よりも、数
ミルの大小のバラツキが生じることもある。
なバラツキを受けるので、公称の形状は、特定の設計に
許容される寸法における大小のバラツキを小さい公差に
より制限するのが望ましい。例えば、特定の形状要素の
設計寸法は、所望の形状に対する公称の寸法よりも、数
ミルの大小のバラツキが生じることもある。
【０００７】したがって、個々のブレードの製造中に、
その最終的な形状が公称の形状と全く同じであることは
決してなく、形状要素の外面全体にわたる許容公差の範
囲内で変動する。所定の回転ステージは、支持ディスク
の周辺にかなりの数のブレードを有するので、全てのブ
レードは公称の形状の許容公差内で形成される一方で、
２つのブレードが全く同じであることはない。
その最終的な形状が公称の形状と全く同じであることは
決してなく、形状要素の外面全体にわたる許容公差の範
囲内で変動する。所定の回転ステージは、支持ディスク
の周辺にかなりの数のブレードを有するので、全てのブ
レードは公称の形状の許容公差内で形成される一方で、
２つのブレードが全く同じであることはない。
【０００８】ブレードの最終的な形状における不規則な
バラツキは、ブレードを形成する特定の方法にかかわり
なく生じる。例えば、電気化学的な機械加工（ＥＣＭ）
では、ブレード側部の所望の輪郭に対して相補的な輪郭
を有する１対の陰極を用いて、工作物から素材を腐食除
去する。
バラツキは、ブレードを形成する特定の方法にかかわり
なく生じる。例えば、電気化学的な機械加工（ＥＣＭ）
では、ブレード側部の所望の輪郭に対して相補的な輪郭
を有する１対の陰極を用いて、工作物から素材を腐食除
去する。
【０００９】また、個々のブレードは、ブレードの最終
的な形状を形成するために、ブレードの公称の形状が適
切な座標系に記憶され、切削工具が工作物周辺の対応す
る切削経路をたどる数値制御フライス盤を用いて形成し
てもよい。
的な形状を形成するために、ブレードの公称の形状が適
切な座標系に記憶され、切削工具が工作物周辺の対応す
る切削経路をたどる数値制御フライス盤を用いて形成し
てもよい。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】前述の２つの例におい
て、個々のブレードは、最終的な表面寸法における許容
公差又はバラツキにしたがってブレードの公称の形状を
用いて形成される。
て、個々のブレードは、最終的な表面寸法における許容
公差又はバラツキにしたがってブレードの公称の形状を
用いて形成される。
【００１１】ガスタービンエンジンのブレードは、通
常、比較的小さい製造公差を反映した高い精度で高強度
の素材から製造されるので、製造コストはかなり高い。
ブレードは、製造プロセス中又はガスタービンエンジン
での使用中に損傷を受ける可能性があり、不経済な廃棄
を避けるため、ブレードの補修が望まれている。
常、比較的小さい製造公差を反映した高い精度で高強度
の素材から製造されるので、製造コストはかなり高い。
ブレードは、製造プロセス中又はガスタービンエンジン
での使用中に損傷を受ける可能性があり、不経済な廃棄
を避けるため、ブレードの補修が望まれている。
【００１２】取外し可能なブレードを有する回転ディス
クにおいては、これはあまり問題とはならない。個々の
ブレードは、ディスクから離れた場所でより簡単に補修
することができるし、あるいは、ただ単に別のブレード
と取り替えればよいからである。しかしながら、一体的
なブレードを有するブリスクにおいては、損傷したブレ
ードをその場で補修する必要がある。さもなくば、多く
のブレードを含むブリスク全体を廃棄することになるか
らである。
クにおいては、これはあまり問題とはならない。個々の
ブレードは、ディスクから離れた場所でより簡単に補修
することができるし、あるいは、ただ単に別のブレード
と取り替えればよいからである。しかしながら、一体的
なブレードを有するブリスクにおいては、損傷したブレ
ードをその場で補修する必要がある。さもなくば、多く
のブレードを含むブリスク全体を廃棄することになるか
らである。
【００１３】最近の開発プログラムにおいては、ガスタ
ービン圧縮機向けのチタン製のブリスクの溶接補修物の
調査が行なわれている最中である。個々のブレードの比
較的薄い前縁又は後縁への損傷は、損傷箇所を除去し、
残ったカットアウトを溶接補修することにより補修して
もよい。溶接材料をカットアウトに蓄積するか、又は適
切なスパッド挿入物をカットアウトに溶接するかしても
よい。
ービン圧縮機向けのチタン製のブリスクの溶接補修物の
調査が行なわれている最中である。個々のブレードの比
較的薄い前縁又は後縁への損傷は、損傷箇所を除去し、
残ったカットアウトを溶接補修することにより補修して
もよい。溶接材料をカットアウトに蓄積するか、又は適
切なスパッド挿入物をカットアウトに溶接するかしても
よい。
【００１４】いずれの場合においても、溶接補修物は、
補修物が、元のブレードの輪郭と混和されるように、ブ
レードの公称の形状よりも意図的に大き目に作られる。
ブレードは空気力学的な形状要素であるので、空気力学
的な性能に悪影響を及ぼす段や不連続のない滑らかな表
面が要求される。溶接補修物は、例えば、研削盤を用い
て形状を手動で調和させてもよいが、それに応じて正確
さは劣化する。
補修物が、元のブレードの輪郭と混和されるように、ブ
レードの公称の形状よりも意図的に大き目に作られる。
ブレードは空気力学的な形状要素であるので、空気力学
的な性能に悪影響を及ぼす段や不連続のない滑らかな表
面が要求される。溶接補修物は、例えば、研削盤を用い
て形状を手動で調和させてもよいが、それに応じて正確
さは劣化する。
【００１５】溶接補修物の機械調整が望まれるが、公称
の形状からの個々のブレードの形状の固有のバラツキ
が、機械加工のプロセスにおいてさらなる不安定さをも
たらし、損傷を受けていない隣接する表面に対して、不
十分又は過剰な機械加工を溶接補修物において行なうこ
ととなり、両者間に不連続又は段差を生じる結果とな
る。
の形状からの個々のブレードの形状の固有のバラツキ
が、機械加工のプロセスにおいてさらなる不安定さをも
たらし、損傷を受けていない隣接する表面に対して、不
十分又は過剰な機械加工を溶接補修物において行なうこ
ととなり、両者間に不連続又は段差を生じる結果とな
る。
【００１６】したがって、前機械加工された工作物を最
初に規定された公差内で公称の形状に合わせて再機械加
工するためのプロセスを提供することが求められてい
る。
初に規定された公差内で公称の形状に合わせて再機械加
工するためのプロセスを提供することが求められてい
る。
【００１７】
【課題を解決するための手段】工作物の公称の形状は、
多軸数値制御工作機械に記憶される。工作物は制御工作
機械において検知され、公称の形状からのオフセットを
決定する。その後、工作物は公称の形状と一致するよう
にオフセットだけ移動させられる。続いて、工作物は公
称の形状にしたがって機械加工される。
多軸数値制御工作機械に記憶される。工作物は制御工作
機械において検知され、公称の形状からのオフセットを
決定する。その後、工作物は公称の形状と一致するよう
にオフセットだけ移動させられる。続いて、工作物は公
称の形状にしたがって機械加工される。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明は、好適な例示の実施例に
したがい、さらなる目的及び利点を伴って、添付図面を
参照した以下の詳述において、より具体的に説明されて
いる。
したがい、さらなる目的及び利点を伴って、添付図面を
参照した以下の詳述において、より具体的に説明されて
いる。
【００１９】図１に概略的に示されるのは、本発明にし
たがって形状され、ガスタービンエンジン圧縮機用ブリ
スクの形態例の工作物１２の機械加工を行なう多軸数値
制御工作機械１０である。制御工作機械自体は、Cincin
nati Machine Company of Ohioから市販されているT30
Machining Centerの例示的形態の５軸フライス盤などの
従来の形状を有してもよい。
たがって形状され、ガスタービンエンジン圧縮機用ブリ
スクの形態例の工作物１２の機械加工を行なう多軸数値
制御工作機械１０である。制御工作機械自体は、Cincin
nati Machine Company of Ohioから市販されているT30
Machining Centerの例示的形態の５軸フライス盤などの
従来の形状を有してもよい。
【００２０】制御工作機械は、適切な工作機械、すなわ
ち、カッタ１６を受け入れる回転パワーヘッド、すなわ
ち、主軸１４を含む。主軸１４は、１本の回転移動軸Ａ
を与える昇降装置１８に設置される。昇降装置１８は、
対応するフレームに設置され、第２の垂直並進移動軸Ｙ
を案内する。
ち、カッタ１６を受け入れる回転パワーヘッド、すなわ
ち、主軸１４を含む。主軸１４は、１本の回転移動軸Ａ
を与える昇降装置１８に設置される。昇降装置１８は、
対応するフレームに設置され、第２の垂直並進移動軸Ｙ
を案内する。
【００２１】フレームは、垂直並進軸Ｙと直交する水平
並進移動軸Ｘを導くキャリッジ２０に設置される。この
ようにして、カッタ１６の位置は、３本の移動軸Ｘ、
Ｙ、Ａにより制御される。
並進移動軸Ｘを導くキャリッジ２０に設置される。この
ようにして、カッタ１６の位置は、３本の移動軸Ｘ、
Ｙ、Ａにより制御される。
【００２２】工作物１２は、工作物を同軸上に位置決め
する垂直回転軸２４の周りに工作物１２の回転移動Ｂを
導くターンテーブル２２の頂部に設置又は取付けされ
る。ターンテーブル２２は、水平移動軸Ｘ及び垂直移動
軸Ｙと直交する第３の並進移動軸Ｚを導く別の並進キャ
リッジ２６の頂部に位置する。
する垂直回転軸２４の周りに工作物１２の回転移動Ｂを
導くターンテーブル２２の頂部に設置又は取付けされ
る。ターンテーブル２２は、水平移動軸Ｘ及び垂直移動
軸Ｙと直交する第３の並進移動軸Ｚを導く別の並進キャ
リッジ２６の頂部に位置する。
【００２３】制御工作機械は、従来の方法において５本
の機械加工軸Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ａ、Ｂの組み合わせを用いて
３Ｄ空間におけるカッタ１６の経路を制御するために機
械加工操作がプログラムされ、記憶される数値制御器２
８により作動的に制御される。
の機械加工軸Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ａ、Ｂの組み合わせを用いて
３Ｄ空間におけるカッタ１６の経路を制御するために機
械加工操作がプログラムされ、記憶される数値制御器２
８により作動的に制御される。
【００２４】ブリスクの工作物１２は、より具体的に
は、制御工作機械に設置された状態で図２に示される。
中心線がターンテーブル２２の回転軸２４と一致するよ
うにブリスク１２を設置するのに適切な取付具３０が使
用される。ブリスクは、周辺に離間して配置され、単体
又は一体化された組立体においてその周辺から外側に半
径方向に延出する複数のブレード又は翼形１２ｂを有す
る支持ディスク１２ａを含む。
は、制御工作機械に設置された状態で図２に示される。
中心線がターンテーブル２２の回転軸２４と一致するよ
うにブリスク１２を設置するのに適切な取付具３０が使
用される。ブリスクは、周辺に離間して配置され、単体
又は一体化された組立体においてその周辺から外側に半
径方向に延出する複数のブレード又は翼形１２ｂを有す
る支持ディスク１２ａを含む。
【００２５】まず、ブリスク自体は、前述のように適切
な公差の範囲内で公称の形状に合わせて行なう電気化学
的な機械加工又はフライス加工などの従来のいずれかの
方法において製造される。例えば、カッタにより当初の
工作物半加工品から素材を除去し、順番に個々のブレー
ド１２ｂを形成するためにブリスクの公称の形状を対応
する機械加工経路とともに記憶する従来の方法で、フラ
イス盤が最初に操作される。
な公差の範囲内で公称の形状に合わせて行なう電気化学
的な機械加工又はフライス加工などの従来のいずれかの
方法において製造される。例えば、カッタにより当初の
工作物半加工品から素材を除去し、順番に個々のブレー
ド１２ｂを形成するためにブリスクの公称の形状を対応
する機械加工経路とともに記憶する従来の方法で、フラ
イス盤が最初に操作される。
【００２６】前述したように、ディスク１２ａにより支
持された個々のブレード１２ｂの所望の最終的な形及び
位置からなる公称の形状は、制御工作機械の対応する座
標により表わされるように、個々のブレードの外面の輪
郭に広がる個々の適当な多数の点により規定できる。図
２に示す５軸の制御工作機械において、各工作物ブレー
ド１２ｂの公称の形状の各点は、５つの座標Ｘ、Ｙ、
Ｚ、Ａ、Ｂにより規定される。
持された個々のブレード１２ｂの所望の最終的な形及び
位置からなる公称の形状は、制御工作機械の対応する座
標により表わされるように、個々のブレードの外面の輪
郭に広がる個々の適当な多数の点により規定できる。図
２に示す５軸の制御工作機械において、各工作物ブレー
ド１２ｂの公称の形状の各点は、５つの座標Ｘ、Ｙ、
Ｚ、Ａ、Ｂにより規定される。
【００２７】公称の形状は、カッタ１６が記憶された公
称の形状をたどるのに必要とされる所望の切削経路とと
もに機械加工制御器２８のメモリに適当に記憶される。
前述のように、多軸フライス盤は従来型であるので、従
来のように、最初にブリスクの全てのブレード１２ｂを
機械加工の許容公差の範囲内で最終的な形及び位置に合
わせて機械加工する時に使用するために操作できる。
称の形状をたどるのに必要とされる所望の切削経路とと
もに機械加工制御器２８のメモリに適当に記憶される。
前述のように、多軸フライス盤は従来型であるので、従
来のように、最初にブリスクの全てのブレード１２ｂを
機械加工の許容公差の範囲内で最終的な形及び位置に合
わせて機械加工する時に使用するために操作できる。
【００２８】多くのブレードは、許容公差の範囲内にお
いてはほぼ同じであるが、通常の機械加工のバラツキに
より、形状において相互に同一になることはない。個々
のブレードの最終的な寸法における許容公差のバラツキ
は、ブレードの各部に過小・過大の寸法を生じ、通常、
ブレードごとに異なる。
いてはほぼ同じであるが、通常の機械加工のバラツキに
より、形状において相互に同一になることはない。個々
のブレードの最終的な寸法における許容公差のバラツキ
は、ブレードの各部に過小・過大の寸法を生じ、通常、
ブレードごとに異なる。
【００２９】図３は、最初は最終的な形状に合わせて機
械加工されたが、損傷を受け、本発明にしたがって補修
される４つの典型的なブレード１２ｂを有する工作物ブ
リスク１２の一部を示す。より具体的には、図３に示す
第２のブレードは、エンジンの使用中に生じる異物によ
る損傷が原因の前縁における曲げという形での損傷例３
２を示す。損傷を補修し、損傷したブレードを公称の形
状から許容公差範囲内である元に近い形状へと戻すこと
が求められる。
械加工されたが、損傷を受け、本発明にしたがって補修
される４つの典型的なブレード１２ｂを有する工作物ブ
リスク１２の一部を示す。より具体的には、図３に示す
第２のブレードは、エンジンの使用中に生じる異物によ
る損傷が原因の前縁における曲げという形での損傷例３
２を示す。損傷を補修し、損傷したブレードを公称の形
状から許容公差範囲内である元に近い形状へと戻すこと
が求められる。
【００３０】図３に最初に示されるように、各ブレード
は、ほぼ凹状の圧力側（又は表面）３４と、対向するほ
ぼ凸状の吸込側（又は表面）３６とを含む。２つの側部
は、ディスク１２ａと一体的な基端部３８から半径方向
外側先端部４０まで延出する。そして、２つの側部は、
半径方向に延出する前縁４２と後縁４４との間で軸方向
に延出する。
は、ほぼ凹状の圧力側（又は表面）３４と、対向するほ
ぼ凸状の吸込側（又は表面）３６とを含む。２つの側部
は、ディスク１２ａと一体的な基端部３８から半径方向
外側先端部４０まで延出する。そして、２つの側部は、
半径方向に延出する前縁４２と後縁４４との間で軸方向
に延出する。
【００３１】前述のように、図３に示す当初のブリスク
１２は、フライス盤に公称の形状を記憶し、その後、最
終的な製品を形成するための公称の形状にしたがって、
ブリスク工作物を機械加工又は前加工することで最初は
製造される。図３に示すように、最終的なブリスクは、
例えば、前縁４２における曲げ損傷３２を含むあらゆる
種類のブレード損傷を受ける可能性がある。
１２は、フライス盤に公称の形状を記憶し、その後、最
終的な製品を形成するための公称の形状にしたがって、
ブリスク工作物を機械加工又は前加工することで最初は
製造される。図３に示すように、最終的なブリスクは、
例えば、前縁４２における曲げ損傷３２を含むあらゆる
種類のブレード損傷を受ける可能性がある。
【００３２】ブリスクは、曲げ損傷３２を切り離すこと
により、まず損傷を除去し、第３のブレードとして示さ
れるように、当初の損傷を受けていないブレード素材で
終端する前縁に沿ったカットアウト４６を残す。続い
て、カットアウトは、第４のブレードとして示すよう
に、ブレードの公称の形状よりも適当に大きい溶接補修
物４８を形成するために、溶接素材のみ又は適切な場所
に溶接された金属製スパッド挿入物で充填される。
により、まず損傷を除去し、第３のブレードとして示さ
れるように、当初の損傷を受けていないブレード素材で
終端する前縁に沿ったカットアウト４６を残す。続い
て、カットアウトは、第４のブレードとして示すよう
に、ブレードの公称の形状よりも適当に大きい溶接補修
物４８を形成するために、溶接素材のみ又は適切な場所
に溶接された金属製スパッド挿入物で充填される。
【００３３】説明を明瞭にする目的で、図３は、曲げ損
傷３２を有する１つのブレード、カットアウト４６を有
する別のブレード及び溶接補修物４８を有するさらに別
のブレードを示す。また、図３はブレード間の段状不連
続を除去するか又はほぼ最小化するために公称から許容
公差範囲内の隣接するブレード素材の表面輪郭と一致す
る溶接補修調和部４８ｂを作成するために、溶接補修物
を本発明により公称の形状に一致するように機械加工し
た別の第１のブレードをさらに示す。
傷３２を有する１つのブレード、カットアウト４６を有
する別のブレード及び溶接補修物４８を有するさらに別
のブレードを示す。また、図３はブレード間の段状不連
続を除去するか又はほぼ最小化するために公称から許容
公差範囲内の隣接するブレード素材の表面輪郭と一致す
る溶接補修調和部４８ｂを作成するために、溶接補修物
を本発明により公称の形状に一致するように機械加工し
た別の第１のブレードをさらに示す。
【００３４】当初の許容公差範囲内のブレードの公称の
形状に溶接補修物４８を機械加工により調和させるため
に、個々のブレードは、本発明にしたがって検知され、
当初の機械加工操作による公称の形状からのブレード表
面の実際の形状におけるオフセットを最初に決定する。
図４は、そのような検知が本発明の例示的な実施例にし
たがって、どのように行われるかを概略的に示す。
形状に溶接補修物４８を機械加工により調和させるため
に、個々のブレードは、本発明にしたがって検知され、
当初の機械加工操作による公称の形状からのブレード表
面の実際の形状におけるオフセットを最初に決定する。
図４は、そのような検知が本発明の例示的な実施例にし
たがって、どのように行われるかを概略的に示す。
【００３５】従来のプローブ５０は、その座標計測能力
を使用して工作物ブレード１２ｂの表面を検知するため
に多軸制御工作機械の主軸１４に設置される。工作物の
公称の形状は、制御工作機械に記憶されるが、前加工物
１２ｂの実際の形状は、当初の許容公差の範囲内で、公
称の形状からは不規則にばらついている。隣接する素材
の実際の位置が当初に生じる不規則なバラツキのために
不明であるため、ブリスクは制御工作機械において従来
のように照合され、公称の形状のみに基づいて溶接補修
物４８をただ単に機械加工すると、補修物における不十
分な又は過剰な素材除去が起こり、まだ損傷をうけてい
ない隣接する素材とに対応した段差が発生する。
を使用して工作物ブレード１２ｂの表面を検知するため
に多軸制御工作機械の主軸１４に設置される。工作物の
公称の形状は、制御工作機械に記憶されるが、前加工物
１２ｂの実際の形状は、当初の許容公差の範囲内で、公
称の形状からは不規則にばらついている。隣接する素材
の実際の位置が当初に生じる不規則なバラツキのために
不明であるため、ブリスクは制御工作機械において従来
のように照合され、公称の形状のみに基づいて溶接補修
物４８をただ単に機械加工すると、補修物における不十
分な又は過剰な素材除去が起こり、まだ損傷をうけてい
ない隣接する素材とに対応した段差が発生する。
【００３６】したがって、最初に制御工作機械自体の中
に取付けられた工作物を検知することにより、制御工作
機械のメモリに記憶される公称の形状からの工作物のオ
フセットが決定されることになる。図１に示されるよう
に、工作物は、決定されたオフセット分だけ制御工作機
械における適所に移動され、制御工作機械に記憶された
公称の形状と一致させる。
に取付けられた工作物を検知することにより、制御工作
機械のメモリに記憶される公称の形状からの工作物のオ
フセットが決定されることになる。図１に示されるよう
に、工作物は、決定されたオフセット分だけ制御工作機
械における適所に移動され、制御工作機械に記憶された
公称の形状と一致させる。
【００３７】この様に、非損傷ブレードの実際に検知さ
れた形状が決定され且つ記憶された公称の形状に良く適
合され、溶接補修物が記憶された公称の形状と対応し、
個々のブレードの実際の形状によく一致し、当初の製造
公差内で、隣接する非損傷材料とほとんど又は全く段差
のない状態で機械的に調和させられる。次に、移動した
工作物は、従来のように溶接補修物から過剰な素材を除
去するために記憶された公称の形状にしたがって機械加
工され、隣接する当初の素材とのかなり滑らかな機械的
調和を提供することになる。
れた形状が決定され且つ記憶された公称の形状に良く適
合され、溶接補修物が記憶された公称の形状と対応し、
個々のブレードの実際の形状によく一致し、当初の製造
公差内で、隣接する非損傷材料とほとんど又は全く段差
のない状態で機械的に調和させられる。次に、移動した
工作物は、従来のように溶接補修物から過剰な素材を除
去するために記憶された公称の形状にしたがって機械加
工され、隣接する当初の素材とのかなり滑らかな機械的
調和を提供することになる。
【００３８】図４に概略的に示されるように、ブレード
１２ｂの公称の形状は、移動軸Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ａ、Ｂを表
わす座標のような特定の制御工作機械の利用可能な多数
の軸と一致する座標により規定される。５つの座標軸の
すべてが、記憶された公称の形状からの実際のブレード
の形状のオフセットを決定するのに使用されるが、特定
の工作物の幾何学的検査と試験では、全ての利用可能な
多数の軸よりも少ない数での工作物の検知により、機械
での調和に引き続く溶接補修物と当初の素材の接合点に
おける段状の不連続を最小化するためのオフセットが十
分に決定できる。
１２ｂの公称の形状は、移動軸Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ａ、Ｂを表
わす座標のような特定の制御工作機械の利用可能な多数
の軸と一致する座標により規定される。５つの座標軸の
すべてが、記憶された公称の形状からの実際のブレード
の形状のオフセットを決定するのに使用されるが、特定
の工作物の幾何学的検査と試験では、全ての利用可能な
多数の軸よりも少ない数での工作物の検知により、機械
での調和に引き続く溶接補修物と当初の素材の接合点に
おける段状の不連続を最小化するためのオフセットが十
分に決定できる。
【００３９】例えば、図２に示す個々のブレード１２ｂ
は、支持ディスク１２ａから片持ち型になり、ターンテ
ーブル２２の回転軸２４から外側に半径方向に延出する
ので、制御工作機械における工作物ブレードの検知は、
制御工作機械のターンテーブル２２の回転軸２４と一致
する公称の形状からのブレードの傾斜オフセットを決定
するために行われる。図３に示すように、個々のブレー
ド１２ｂは、整列されたときに並進軸Ｚと一致するディ
スク１２ａの対応するラジアルスタッキング軸の周りに
ねじれた又は傾斜した形状を有する。したがって、ブレ
ード１２ｂは、追加としてまたは代わりに制御工作機械
において検知され、機械加工軸Ｘ又はＹなどの直線並進
軸と一致する公称の形状からの横又は並進方向のオフセ
ットを決定する。カッタは、その機械加工軸Ｘ又はＹに
沿って機械加工中に並進する。
は、支持ディスク１２ａから片持ち型になり、ターンテ
ーブル２２の回転軸２４から外側に半径方向に延出する
ので、制御工作機械における工作物ブレードの検知は、
制御工作機械のターンテーブル２２の回転軸２４と一致
する公称の形状からのブレードの傾斜オフセットを決定
するために行われる。図３に示すように、個々のブレー
ド１２ｂは、整列されたときに並進軸Ｚと一致するディ
スク１２ａの対応するラジアルスタッキング軸の周りに
ねじれた又は傾斜した形状を有する。したがって、ブレ
ード１２ｂは、追加としてまたは代わりに制御工作機械
において検知され、機械加工軸Ｘ又はＹなどの直線並進
軸と一致する公称の形状からの横又は並進方向のオフセ
ットを決定する。カッタは、その機械加工軸Ｘ又はＹに
沿って機械加工中に並進する。
【００４０】図３に示す片持ち型のブレード１２ｂは、
当初の機械加工中に弾性たわみを受け、このたわみが３
座標軸Ｘ、Ｙ、Ｚに沿って実際の機械加工された形状に
おけるバラツキの原因となる。ブリスク１２の最初の照
合位置を移動し、各ブレードの実際の形状と公称の形状
の間における検知されたオフセットを補償することによ
り、公称の形状と一致するように制御工作機械において
プログラムされたカッタの機械加工経路は公称の形状か
ら当初の公差範囲内で溶接補修物を機械加工するため機
械加工に先立って検知された各ブレードの実際の形状に
より良く適合する。
当初の機械加工中に弾性たわみを受け、このたわみが３
座標軸Ｘ、Ｙ、Ｚに沿って実際の機械加工された形状に
おけるバラツキの原因となる。ブリスク１２の最初の照
合位置を移動し、各ブレードの実際の形状と公称の形状
の間における検知されたオフセットを補償することによ
り、公称の形状と一致するように制御工作機械において
プログラムされたカッタの機械加工経路は公称の形状か
ら当初の公差範囲内で溶接補修物を機械加工するため機
械加工に先立って検知された各ブレードの実際の形状に
より良く適合する。
【００４１】図４は工作物ブレード１２ｂを検知する方
法を概略的に示す。図に示すブレード１２ｂは、実線で
示す前加工された実際の形状を有し、前縁４２の外面の
スパン部分に沿って例示した溶接補修物４８を有する。
ブレードを囲む仮想線で示されるのは、包絡面５２であ
り、翼形の公称の形状及び許容された正の最大公差を表
わす。正の公差は、通常、公称の形状の寸法よりも最大
数ミル大きい。最小又は負の公差は、図示されたブレー
ドの実線での輪郭内での表面の輪郭により表わされる過
小寸法を許容する。
法を概略的に示す。図に示すブレード１２ｂは、実線で
示す前加工された実際の形状を有し、前縁４２の外面の
スパン部分に沿って例示した溶接補修物４８を有する。
ブレードを囲む仮想線で示されるのは、包絡面５２であ
り、翼形の公称の形状及び許容された正の最大公差を表
わす。正の公差は、通常、公称の形状の寸法よりも最大
数ミル大きい。最小又は負の公差は、図示されたブレー
ドの実線での輪郭内での表面の輪郭により表わされる過
小寸法を許容する。
【００４２】ブレードの記憶された公称の形状と比較し
て、制御工作機械の実際のブレード１２ｂを適切に照合
するために、ブレードは、１つ以上の離間する点Ｐ１か
らＰ１２において検知される。溶接補修物４８だけが機
械加工を必要とするので、検知点は補修を受けないブレ
ード１２ｂの当初の親素材上の補修物４８の境界線に近
接して配置されるのが好ましい。
て、制御工作機械の実際のブレード１２ｂを適切に照合
するために、ブレードは、１つ以上の離間する点Ｐ１か
らＰ１２において検知される。溶接補修物４８だけが機
械加工を必要とするので、検知点は補修を受けないブレ
ード１２ｂの当初の親素材上の補修物４８の境界線に近
接して配置されるのが好ましい。
【００４３】図５は、説明を明瞭にするために、極めて
誇張された形状における例示した１２個の検知点に沿っ
た関連部分において示されるブレード１２ｂを検知する
方法の例を概略的に示す。図５の左側に点線で示される
のは、制御工作機械のメモリに記憶される公称の形状５
４の一部であり、この形状により当初のブレード１２ｂ
は機械加工される。公称の形状５４は、通常、支持ター
ンテーブルの回転軸２４と同軸上に設置される回転ディ
スクの軸方向中心線軸から外側に半径方向に延出するブ
レードのラジアル軸５６と整列された中心線を有する。
図５に示す公称の形状は、制御工作機械がそれ自身に取
付けられた実際のブレード１２ｂをどのように見るかを
表わす。しかしながら、前述したように、ブレードの当
初の機械加工のバラツキのために、ブレードは、不規則
な方法で公称の形状から変動する。
誇張された形状における例示した１２個の検知点に沿っ
た関連部分において示されるブレード１２ｂを検知する
方法の例を概略的に示す。図５の左側に点線で示される
のは、制御工作機械のメモリに記憶される公称の形状５
４の一部であり、この形状により当初のブレード１２ｂ
は機械加工される。公称の形状５４は、通常、支持ター
ンテーブルの回転軸２４と同軸上に設置される回転ディ
スクの軸方向中心線軸から外側に半径方向に延出するブ
レードのラジアル軸５６と整列された中心線を有する。
図５に示す公称の形状は、制御工作機械がそれ自身に取
付けられた実際のブレード１２ｂをどのように見るかを
表わす。しかしながら、前述したように、ブレードの当
初の機械加工のバラツキのために、ブレードは、不規則
な方法で公称の形状から変動する。
【００４４】また、図５は、左側に、公称の形状に対比
して、ラジアル軸５６に関し計測される傾斜角Ｔにより
表わされる誇張された傾斜オフセットを示す。実際のブ
レードの形状と公称の形状との間のオフセットＴを決定
するために、ブレードは２つ以上の点で検知されるのが
好ましい。
して、ラジアル軸５６に関し計測される傾斜角Ｔにより
表わされる誇張された傾斜オフセットを示す。実際のブ
レードの形状と公称の形状との間のオフセットＴを決定
するために、ブレードは２つ以上の点で検知されるのが
好ましい。
【００４５】ブレードは、対向する側部３４、４６の両
側において機械加工のバラツキを受けるので、ブレード
は、両側の各々において一対の半径方向に離間して配置
される点Ｐ１、Ｐ６及びＰ７、Ｐ１２において検知され
るのが好ましい。
側において機械加工のバラツキを受けるので、ブレード
は、両側の各々において一対の半径方向に離間して配置
される点Ｐ１、Ｐ６及びＰ７、Ｐ１２において検知され
るのが好ましい。
【００４６】ブレード１２ｂは、回転軸２４を中心に回
転するように制御工作機械に取付けられるので、傾斜オ
フセットを決定する検知点は、ラジアル軸５６に沿って
半径方向に離間し、回転軸２４から外側に半径方向に配
置されるのが好ましい。検知点Ｐ１、Ｐ７は、追加的に
図４に示されるように、溶接補修物４８の境界線に近接
する損傷していない当初の表面上にブレードの先端部４
０の近傍に位置する。検知点Ｐ６、Ｐ１２は、溶接補修
物４８の最も内側の境界線の近傍に、半径方向内側に位
置する。
転するように制御工作機械に取付けられるので、傾斜オ
フセットを決定する検知点は、ラジアル軸５６に沿って
半径方向に離間し、回転軸２４から外側に半径方向に配
置されるのが好ましい。検知点Ｐ１、Ｐ７は、追加的に
図４に示されるように、溶接補修物４８の境界線に近接
する損傷していない当初の表面上にブレードの先端部４
０の近傍に位置する。検知点Ｐ６、Ｐ１２は、溶接補修
物４８の最も内側の境界線の近傍に、半径方向内側に位
置する。
【００４７】外側の２つの検知点Ｐ１、Ｐ７は、お互い
が対向するように、ブレードのスパンに沿って位置する
のが好ましく、内側の検知点Ｐ６、Ｐ１２は、相互に対
向するようにブレードの底部の近傍に配置されるのが好
ましい。プローブ５０は、次に、４つの検知点Ｐ１、Ｐ
６、Ｐ７、Ｐ１２の各々へと移動し、制御工作機械に備
わった座標測定能力を利用して、各点の実際の座標を決
定する。
が対向するように、ブレードのスパンに沿って位置する
のが好ましく、内側の検知点Ｐ６、Ｐ１２は、相互に対
向するようにブレードの底部の近傍に配置されるのが好
ましい。プローブ５０は、次に、４つの検知点Ｐ１、Ｐ
６、Ｐ７、Ｐ１２の各々へと移動し、制御工作機械に備
わった座標測定能力を利用して、各点の実際の座標を決
定する。
【００４８】種々の検知点はブレードの公称の形状を規
定する同様の点と一致するのが好ましい。したがって、
外側の検知点Ｐ１、Ｐ７と内側の検知点Ｐ６、Ｐ１２の
間の中点を計算して、その間の線を規定できる。続い
て、この中心線の配向は、公称の形状の対応する４つの
点から計算された同様の中心線の対応する配向と比較で
きる。このようにして、両者の間の相対傾斜オフセット
Ｔが決定でき、図５に示されている。
定する同様の点と一致するのが好ましい。したがって、
外側の検知点Ｐ１、Ｐ７と内側の検知点Ｐ６、Ｐ１２の
間の中点を計算して、その間の線を規定できる。続い
て、この中心線の配向は、公称の形状の対応する４つの
点から計算された同様の中心線の対応する配向と比較で
きる。このようにして、両者の間の相対傾斜オフセット
Ｔが決定でき、図５に示されている。
【００４９】制御工作機械に取付けられた実際のブレー
ドと制御工作機械に記憶された公称の形状との間の相対
的な傾斜オフセットＴは、制御工作機械において見出さ
れるＢオフセット特徴を用いて訂正できる。傾斜オフセ
ットＴを決定するためにブレードを検知したら、ブリス
クを支持するターンテーブルは、オフセットＴと同量だ
け検知されたブレードを移動させるために回転され、制
御工作機械のメモリに記憶された公称の傾斜形状と一致
させ、公称の形状に実際のブレードを半径方向に整列さ
せることができる。これは図５に示され、図５におい
て、左側の実際のブレード１２ｂは、検知された傾斜オ
フセットＴの大きさを有する回転Ｂオフセット分だけ、
右に移動させられる。この回転移動又はブレードの割出
しは、ブレードを制御工作機械に記憶された公称の形状
に平行に効率的に位置させて、検知された傾斜オフセッ
トを減少させる又は除去する。
ドと制御工作機械に記憶された公称の形状との間の相対
的な傾斜オフセットＴは、制御工作機械において見出さ
れるＢオフセット特徴を用いて訂正できる。傾斜オフセ
ットＴを決定するためにブレードを検知したら、ブリス
クを支持するターンテーブルは、オフセットＴと同量だ
け検知されたブレードを移動させるために回転され、制
御工作機械のメモリに記憶された公称の傾斜形状と一致
させ、公称の形状に実際のブレードを半径方向に整列さ
せることができる。これは図５に示され、図５におい
て、左側の実際のブレード１２ｂは、検知された傾斜オ
フセットＴの大きさを有する回転Ｂオフセット分だけ、
右に移動させられる。この回転移動又はブレードの割出
しは、ブレードを制御工作機械に記憶された公称の形状
に平行に効率的に位置させて、検知された傾斜オフセッ
トを減少させる又は除去する。
【００５０】また、ブレード１２ｂは、公称の形状５４
に対して形状において横方向のバラツキを受けるので、
ブレードは、２つの側部３４、３６の少なくとも１つの
点で検知され、横方向のオフセットＬを決定するのが好
ましい。溶接補修が２つの側部の片方だけの上でされる
場合、横方向の検知は、その側でのみ行うことができ
る。
に対して形状において横方向のバラツキを受けるので、
ブレードは、２つの側部３４、３６の少なくとも１つの
点で検知され、横方向のオフセットＬを決定するのが好
ましい。溶接補修が２つの側部の片方だけの上でされる
場合、横方向の検知は、その側でのみ行うことができ
る。
【００５１】しかしながら、図４に示す例示した溶接補
修物は、ブレードの両側でさらされるので、ブレード
は、ブレードの対向する両側の対向する検知点の一対で
検知され、ブレードのその点での平均の横方向のオフセ
ットを決定するのが好ましい。ブレードの各側部は、特
定の形状公差の範囲内で機械加工バラツキを受けるの
で、横方向の検知は両側で行なうのが好ましい。公称の
形状の対応する点に対してブレードの両側における横方
向のオフセットの平均を取ることにより、ブレードは、
制御工作機械において最も良く適合するように中心に据
えられ、記憶された公称の形状と一致される。
修物は、ブレードの両側でさらされるので、ブレード
は、ブレードの対向する両側の対向する検知点の一対で
検知され、ブレードのその点での平均の横方向のオフセ
ットを決定するのが好ましい。ブレードの各側部は、特
定の形状公差の範囲内で機械加工バラツキを受けるの
で、横方向の検知は両側で行なうのが好ましい。公称の
形状の対応する点に対してブレードの両側における横方
向のオフセットの平均を取ることにより、ブレードは、
制御工作機械において最も良く適合するように中心に据
えられ、記憶された公称の形状と一致される。
【００５２】図５に示す横方向のオフセットＬは、検知
された横方向のオフセットＬに等しい大きさを有するそ
の中に配された従来の横軸Ｘオフセット特徴を使用して
制御工作機械において実行される。ブレードの横方向の
移動又は割出しは、検知された横方向のオフセットを減
少又は除去する。溶接補修物の機械加工は、次に、特定
公差の範囲内で当初の記憶された公称の形状にしたがっ
て、より正確に実行される。
された横方向のオフセットＬに等しい大きさを有するそ
の中に配された従来の横軸Ｘオフセット特徴を使用して
制御工作機械において実行される。ブレードの横方向の
移動又は割出しは、検知された横方向のオフセットを減
少又は除去する。溶接補修物の機械加工は、次に、特定
公差の範囲内で当初の記憶された公称の形状にしたがっ
て、より正確に実行される。
【００５３】より好適な実施例において、ブレードは、
２つの対向する側部の各々上の複数の検知点において検
知され、その検知点は対応して相互に対向し、工作物の
平均横方向オフセットを決定する。図４及び図５は、溶
接補修物４８の境界に沿った６つの対向グループに配置
された１２の例示した検知点Ｐ１からＰ１２を示す。
２つの対向する側部の各々上の複数の検知点において検
知され、その検知点は対応して相互に対向し、工作物の
平均横方向オフセットを決定する。図４及び図５は、溶
接補修物４８の境界に沿った６つの対向グループに配置
された１２の例示した検知点Ｐ１からＰ１２を示す。
【００５４】検知点の各々は、ブレードの公称の形状に
対応する点を有するので、制御工作機械の座標計測能力
を利用して、図５に示すように、各検知点とその公称対
応点との間の例示した並進軸Ｘに沿って、横方向のオフ
セットを決定する。１２の検知点の横方向のオフセット
を平均することにより、平均の横方向のオフセットＬは
決定される。図１に示す制御工作機械における横軸Ｘの
オフセットは、この軸に沿った公称の形状と一致するよ
うに横方向のオフセットＬ分だけ工作物ブレードを移動
させるためにＸ軸に沿って検知された横方向のオフセッ
トＬを実行するために使用する。
対応する点を有するので、制御工作機械の座標計測能力
を利用して、図５に示すように、各検知点とその公称対
応点との間の例示した並進軸Ｘに沿って、横方向のオフ
セットを決定する。１２の検知点の横方向のオフセット
を平均することにより、平均の横方向のオフセットＬは
決定される。図１に示す制御工作機械における横軸Ｘの
オフセットは、この軸に沿った公称の形状と一致するよ
うに横方向のオフセットＬ分だけ工作物ブレードを移動
させるためにＸ軸に沿って検知された横方向のオフセッ
トＬを実行するために使用する。
【００５５】したがって、図５に示すブレード１２ｂ
は、検知された傾斜オフセットＴと一致するＢオフセッ
ト回転、及び横方向のオフセットＬと一致するＸオフセ
ット並進において移動し、これにより最適にブレードの
実際の検知された形状を、制御工作機械に記憶された公
称の形状と整列させる。制御工作機械は、次に、溶接補
修物をその公称の形状に合わせて機械加工するために操
作され、図３の機械加工された調和部４８ｂを得ること
になる。機械加工された調和部４８ｂのブレードの当初
の隣接素材への遷移は、公称の形状に対する当初の公差
の範囲内で実行され不連続な段を最小化又は除去する。
引き続く手動の溶接補修物の調和作業は、このようにし
て最小化又は除去される。
は、検知された傾斜オフセットＴと一致するＢオフセッ
ト回転、及び横方向のオフセットＬと一致するＸオフセ
ット並進において移動し、これにより最適にブレードの
実際の検知された形状を、制御工作機械に記憶された公
称の形状と整列させる。制御工作機械は、次に、溶接補
修物をその公称の形状に合わせて機械加工するために操
作され、図３の機械加工された調和部４８ｂを得ること
になる。機械加工された調和部４８ｂのブレードの当初
の隣接素材への遷移は、公称の形状に対する当初の公差
の範囲内で実行され不連続な段を最小化又は除去する。
引き続く手動の溶接補修物の調和作業は、このようにし
て最小化又は除去される。
【００５６】図４に示す例示した半径方向に延出する溶
接補修物４８に対して、試験によれば、ブレードの対向
する側部上に等しく６つのグループに分布した１２の検
知点が、溶接補修物と親素材の接合点に生ずる段状不連
続を最小化するために公称の形状に合わせて実際のブレ
ードを最良に適合させる。１２をはるかに超える検知点
も評価されたが、更によい適合がなんら得られなかった
ので、これに必要とされる追加の検査時間という観点か
らは、従って望ましくない。１２未満の検知点も検査さ
れたが、ブレードは公称の形状に対してあまり正確に適
合しなかった。
接補修物４８に対して、試験によれば、ブレードの対向
する側部上に等しく６つのグループに分布した１２の検
知点が、溶接補修物と親素材の接合点に生ずる段状不連
続を最小化するために公称の形状に合わせて実際のブレ
ードを最良に適合させる。１２をはるかに超える検知点
も評価されたが、更によい適合がなんら得られなかった
ので、これに必要とされる追加の検査時間という観点か
らは、従って望ましくない。１２未満の検知点も検査さ
れたが、ブレードは公称の形状に対してあまり正確に適
合しなかった。
【００５７】傾斜オフセットＴを決定する検知点の数
は、横方向の検知点よりも少ないのが好ましく、前述の
ように、ブレードの両側を用いて傾斜オフセットを決定
するためには４つの検知点が好ましい。２つの少ない傾
斜検知点でも、所望により、片側だけの補修に使用する
ことができる。
は、横方向の検知点よりも少ないのが好ましく、前述の
ように、ブレードの両側を用いて傾斜オフセットを決定
するためには４つの検知点が好ましい。２つの少ない傾
斜検知点でも、所望により、片側だけの補修に使用する
ことができる。
【００５８】図１及び図２に示す好適な実施例におい
て、傾斜オフセットＴは、制御工作機械において、最初
に決定され、次に、ブレードがそのように決定された傾
斜オフセット分だけ、回転Ｂオフセット特徴を用いて移
動させられる。回転移動されたブレードは、横方向のオ
フセットＬを決定するために、次に横方向に検知され、
さらに、そのように決定されたオフセットＬだけ並進Ｘ
オフセットを用いてさらに移動させられる。次にそのよ
うにオフセットさせられたブレード１２ｂの機械加工が
従前どおり特定の公差の範囲内で公称の形状にその領域
を戻すために溶接補修物に限定された領域に予備成形し
てもよい。
て、傾斜オフセットＴは、制御工作機械において、最初
に決定され、次に、ブレードがそのように決定された傾
斜オフセット分だけ、回転Ｂオフセット特徴を用いて移
動させられる。回転移動されたブレードは、横方向のオ
フセットＬを決定するために、次に横方向に検知され、
さらに、そのように決定されたオフセットＬだけ並進Ｘ
オフセットを用いてさらに移動させられる。次にそのよ
うにオフセットさせられたブレード１２ｂの機械加工が
従前どおり特定の公差の範囲内で公称の形状にその領域
を戻すために溶接補修物に限定された領域に予備成形し
てもよい。
【００５９】工作物の傾斜及び横方向の検知とそれに続
く対応する移動は、通常、ブレードを公称の形状に最も
良く適合させ、特定の公差範囲内で溶接補修物の正確な
機械的調和を達成するために単一のシーケンスで十分で
ある。しかしながら、実際の機械加工の前に、傾斜及び
横方向の検知は、必要とされる回転オフセット及び横方
向のオフセットの精度を上げるか、最初に決定された値
を確認するために操作の第２のシーケンスにおいて再び
実行できる。試験は、単一のシーケンスで十分であるこ
とを示している。しかしながら、その他の工作物形状に
おいては続く機械加工の精度を当初の公称の形状に合わ
せるように改良するために反復した検知が望まれてい
る。
く対応する移動は、通常、ブレードを公称の形状に最も
良く適合させ、特定の公差範囲内で溶接補修物の正確な
機械的調和を達成するために単一のシーケンスで十分で
ある。しかしながら、実際の機械加工の前に、傾斜及び
横方向の検知は、必要とされる回転オフセット及び横方
向のオフセットの精度を上げるか、最初に決定された値
を確認するために操作の第２のシーケンスにおいて再び
実行できる。試験は、単一のシーケンスで十分であるこ
とを示している。しかしながら、その他の工作物形状に
おいては続く機械加工の精度を当初の公称の形状に合わ
せるように改良するために反復した検知が望まれてい
る。
【００６０】図２に示す例示した実施例において、機械
加工を受ける工作物は、ブリスクの支持ディスク１２ａ
から外側に半径方向に延出するほぼ同一のブレードの１
つである。実際、各ブレードは、形状において同一では
なく、当初の製造プロセスのために、不規則なバラツキ
及び形状を受ける。
加工を受ける工作物は、ブリスクの支持ディスク１２ａ
から外側に半径方向に延出するほぼ同一のブレードの１
つである。実際、各ブレードは、形状において同一では
なく、当初の製造プロセスのために、不規則なバラツキ
及び形状を受ける。
【００６１】ディスクは、回転軸２４の周りに回転する
ように制御工作機械に取付けられるので、同じ検知プロ
セスが、補修を必要とする各ブレードごとに繰り返され
る。各ブレードは、公称とは形状において不規則に異な
るので、補修を必要とする各ブレードは、回転軸２４か
ら相互に離間して半径方向に配置されている所望の検知
点において検知されるのが好ましい。１つのブレードの
検知は、補修を必要とする他のブレードのいずれかに対
して要求されるのとは異なる傾斜及び横方向のオフセッ
トをもつ結果となる可能性が高い。
ように制御工作機械に取付けられるので、同じ検知プロ
セスが、補修を必要とする各ブレードごとに繰り返され
る。各ブレードは、公称とは形状において不規則に異な
るので、補修を必要とする各ブレードは、回転軸２４か
ら相互に離間して半径方向に配置されている所望の検知
点において検知されるのが好ましい。１つのブレードの
検知は、補修を必要とする他のブレードのいずれかに対
して要求されるのとは異なる傾斜及び横方向のオフセッ
トをもつ結果となる可能性が高い。
【００６２】しかしながら、検知操作自体は、操作を自
動化し、自動的に所定のブレードのいずれを機械加工す
る際にも用いられる要求されたＢ及びＸオフセットを決
定するために、制御器２８にプログラムされる。工作物
の公称の形状は、制御工作機械において不変のままであ
るが、その代わりに、対応するオフセットは最初に制御
工作機械の個々のブレードを照合する際に実行される。
動化し、自動的に所定のブレードのいずれを機械加工す
る際にも用いられる要求されたＢ及びＸオフセットを決
定するために、制御器２８にプログラムされる。工作物
の公称の形状は、制御工作機械において不変のままであ
るが、その代わりに、対応するオフセットは最初に制御
工作機械の個々のブレードを照合する際に実行される。
【００６３】図１に示す切削工具１６は、２本の軸Ｘ、
Ｙにおける並進のために主軸１４に設置され、そして１
本の回転軸Ａにおいて回動するためにも設置されるの
で、図５に示す横方向のオフセットＬは、２本の並進軸
Ｘ、Ｙのいずれか一方に沿って決定される。
Ｙにおける並進のために主軸１４に設置され、そして１
本の回転軸Ａにおいて回動するためにも設置されるの
で、図５に示す横方向のオフセットＬは、２本の並進軸
Ｘ、Ｙのいずれか一方に沿って決定される。
【００６４】図３に示すように、各ブレードは、ラジア
ルスパン軸に沿ってのねじれを含み、２本の並進軸Ｘ、
Ｙの両方に対して傾斜しているので、ブレードの形状に
おける製造バラツキは、通常、両軸Ｘ、Ｙに沿って見出
される。横方向のオフセットＬは、したがって、Ｘ軸、
Ｙ軸のいずれかに沿って決定されるだろうが、好適な実
施例において、ブレードが半径方向外側に延出するディ
スクの周辺にほぼ接線方向に延出する水平並進軸Ｘに沿
って決定される。
ルスパン軸に沿ってのねじれを含み、２本の並進軸Ｘ、
Ｙの両方に対して傾斜しているので、ブレードの形状に
おける製造バラツキは、通常、両軸Ｘ、Ｙに沿って見出
される。横方向のオフセットＬは、したがって、Ｘ軸、
Ｙ軸のいずれかに沿って決定されるだろうが、好適な実
施例において、ブレードが半径方向外側に延出するディ
スクの周辺にほぼ接線方向に延出する水平並進軸Ｘに沿
って決定される。
【００６５】各ブレードの両側は、Ｘ軸及びＹ軸に沿っ
て当初の機械加工バラツキを受けるので、各ブレード
は、ディスクの中心線に沿って回転軸２４と一致する公
称の形状からの所要傾斜オフセットＴ、及びラジアル軸
５６に直交する直線並進軸Ｘと一致する公称の形状から
の横方向のオフセットＬ、とを別々に決定するためにそ
の両側で検知されるのが好ましい。
て当初の機械加工バラツキを受けるので、各ブレード
は、ディスクの中心線に沿って回転軸２４と一致する公
称の形状からの所要傾斜オフセットＴ、及びラジアル軸
５６に直交する直線並進軸Ｘと一致する公称の形状から
の横方向のオフセットＬ、とを別々に決定するためにそ
の両側で検知されるのが好ましい。
【００６６】前述の補修方法は、ブレードのうちの１つ
以上の前縁及び後縁に損傷を有するおそれのある高価な
単体のブリスクを補修するための特別な実用性を有す
る。ブレードの局部的に損傷をうけた領域は、切り離さ
れ、溶接補修物が公称の形状よりも大き目の切除領域を
再生するために使用される。溶接補修物は、次に、溶接
補修物と当初のブレード素材との間の界面に残存する段
状の不連続をほとんど又は全くもたないように、特定の
公差の範囲内で公称の形状に再加工して戻す必要があ
る。
以上の前縁及び後縁に損傷を有するおそれのある高価な
単体のブリスクを補修するための特別な実用性を有す
る。ブレードの局部的に損傷をうけた領域は、切り離さ
れ、溶接補修物が公称の形状よりも大き目の切除領域を
再生するために使用される。溶接補修物は、次に、溶接
補修物と当初のブレード素材との間の界面に残存する段
状の不連続をほとんど又は全くもたないように、特定の
公差の範囲内で公称の形状に再加工して戻す必要があ
る。
【００６７】溶接補修物に近接して補修したブレードを
検知することにより、実際の形状と制御工作機械に記憶
された公称の形状との間のオフセットは、正確に決定さ
れる。検知されたオフセットは、次に、公称の形状及び
対応する数値制御カッタ経路を補修加工のために提示さ
れた特定のブレードに合わせて効果的に移動させる制御
工作機械の有効なオフセット座標を用いて、ブレードを
公称の形状に合わせるように最も良く適合させるために
使用される。溶接補修物の結果的な機械加工は、公称の
形状から特定の公差の範囲内で実行される。
検知することにより、実際の形状と制御工作機械に記憶
された公称の形状との間のオフセットは、正確に決定さ
れる。検知されたオフセットは、次に、公称の形状及び
対応する数値制御カッタ経路を補修加工のために提示さ
れた特定のブレードに合わせて効果的に移動させる制御
工作機械の有効なオフセット座標を用いて、ブレードを
公称の形状に合わせるように最も良く適合させるために
使用される。溶接補修物の結果的な機械加工は、公称の
形状から特定の公差の範囲内で実行される。
【００６８】テストパーツは、溶接補修物の範囲に沿っ
て全ての位置でブレードに対する公称の形状の約２ミル
未満の範囲内に再加工された。この２ミルの機械的調和
は、必要であれば溶接補修物の調和を終了させるのに手
動研磨する能力の範囲に十分入る。
て全ての位置でブレードに対する公称の形状の約２ミル
未満の範囲内に再加工された。この２ミルの機械的調和
は、必要であれば溶接補修物の調和を終了させるのに手
動研磨する能力の範囲に十分入る。
【００６９】前述の方法は、補修されたブリスクの翼形
を機械加工するためのに特に実用性を有するが、公称の
形状に合わせて後に機械加工を要する前加工された部品
のいずれの種類のものにも使用してよい。数値制御工作
機械におけるその取付から除去されたいかなる工作物も
必然的に、制御工作機械に記憶された公称の形状に関す
る当初の照合を失う。工作物に対する当初の照合特徴
は、工作物の最初の機械加工中には有用であるが、機械
加工が完了し、公称からの形状の不規則なバラツキが出
ると、使用不適とみなされる。工作物の最初の照合に用
いられる最初のオフセットのいずれも形状要素の最初の
機械加工が完了すると、使用不適とみなされる。
を機械加工するためのに特に実用性を有するが、公称の
形状に合わせて後に機械加工を要する前加工された部品
のいずれの種類のものにも使用してよい。数値制御工作
機械におけるその取付から除去されたいかなる工作物も
必然的に、制御工作機械に記憶された公称の形状に関す
る当初の照合を失う。工作物に対する当初の照合特徴
は、工作物の最初の機械加工中には有用であるが、機械
加工が完了し、公称からの形状の不規則なバラツキが出
ると、使用不適とみなされる。工作物の最初の照合に用
いられる最初のオフセットのいずれも形状要素の最初の
機械加工が完了すると、使用不適とみなされる。
【００７０】前述の検知の例示した実施例では、制御工
作機械の利用できるオフセット能力が、工作物を当初の
公称の形状に最適に近似させて再配置するのに使用可能
できる。このようにして、同じ工作物の再機械加工が工
作物の当初の公称の形状を使用して、最適に対応するよ
うに再び取付られた工作物の３Ｄ空間での実際の形状を
調整することで実行される。当初の工作物を例えば溶接
補修位置で再機械加工することは、当初の製造公差の範
囲内で再機械加工されるように形状要素の実際の形状と
公称の形状との間の正確な一致の利点を伴って、その他
は従来どおりの方法によって実行される。
作機械の利用できるオフセット能力が、工作物を当初の
公称の形状に最適に近似させて再配置するのに使用可能
できる。このようにして、同じ工作物の再機械加工が工
作物の当初の公称の形状を使用して、最適に対応するよ
うに再び取付られた工作物の３Ｄ空間での実際の形状を
調整することで実行される。当初の工作物を例えば溶接
補修位置で再機械加工することは、当初の製造公差の範
囲内で再機械加工されるように形状要素の実際の形状と
公称の形状との間の正確な一致の利点を伴って、その他
は従来どおりの方法によって実行される。
【００７１】ここでは、本発明の好適且つ例示的な実施
例と考えられるものを説明してきたが、本発明の他の修
正もここで述べられている教示により当業者には明らか
であろう。したがって、本発明の趣旨の範囲内に入るよ
うな全ての修正は、添付の特許請求の範囲で確保される
ことが望まれる。
例と考えられるものを説明してきたが、本発明の他の修
正もここで述べられている教示により当業者には明らか
であろう。したがって、本発明の趣旨の範囲内に入るよ
うな全ての修正は、添付の特許請求の範囲で確保される
ことが望まれる。
【図１】 本発明の一実施例にしたがって工作物を機械
加工するように形状されたフライス盤を概略的に表わす
図。
加工するように形状されたフライス盤を概略的に表わす
図。
【図２】 制御工作機械に設置したブリスク工作物の一
例を含む図１に示す制御工作機械の一部の拡大斜視図。
例を含む図１に示す制御工作機械の一部の拡大斜視図。
【図３】 図２に示すブリスクの拡大部分及び本発明の
例示した実施例によるブレードの補修方法を表わすフロ
ーチャートを示す図。
例示した実施例によるブレードの補修方法を表わすフロ
ーチャートを示す図。
【図４】 図３に示すブリスクのブレードの一例の拡大
斜視図であり、ブレードの検知を示す図。
斜視図であり、ブレードの検知を示す図。
【図５】 図４に示す検知されたブレードの概略及び本
発明の例示した実施例によるブレードの検知を表わすフ
ローチャートを示す図。
発明の例示した実施例によるブレードの検知を表わすフ
ローチャートを示す図。
１０…多軸数値制御工作機械、１２ｂ…工作物ピース、
５４…公称の形状、Ｔ、Ｌ…オフセット
５４…公称の形状、Ｔ、Ｌ…オフセット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デビッド・エドワード・エイリング アメリカ合衆国、オハイオ州、モロウ、ゾ ウアー・ロード、5465番 (72)発明者 マイケル・ジェイ・ブランク アメリカ合衆国、オハイオ州、シンシナテ ィ、シダーヒル・ドライブ、902番 Ｆターム(参考） 3C029 AA01 5H269 AB05 AB26 AB31 BB03 CC02 DD01 EE05 FF07
Claims (22)
- 【請求項１】 多軸数値制御工作機械１０において工作
物１２ｂを機械加工する方法において、 前記多数の軸の座標により規定される前記工作物の公称
の形状を前記制御工作機械１０に記憶することと、 前記制御工作機械において前記工作物を検知し、前記公
称の形状からの前記工作物のオフセットＴ、Ｌを決定す
ることと、 前記公称の形状と一致するように前記オフセットだけ前
記工作物を移動することと、 前記公称の形状にしたがって前記工作物を機械加工する
こととから成る方法。 - 【請求項２】 前記制御工作機械１０において前記工作
物１２ｂを検知し、前記制御工作機械１０の回転軸２４
と一致する前記公称の形状からの前記工作物の傾斜オフ
セットを決定することを更に含む請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 前記工作物１２ｂは、対向する側部３
４、３６を含み、前記傾斜オフセットを決定するために
前記各側部上の一対の離間して配置された点Ｐ１、Ｐ
６、Ｐ７、Ｐ１２において検知される請求項２記載の方
法。 - 【請求項４】 前記工作物の対向する側部３４、３６上
の前記検知点は、お互いに対向し、前記傾斜オフセット
は、前記対向する検知点の中点において決定される請求
項３記載の方法。 - 【請求項５】 前記回転軸２４の周りを回転するように
前記制御工作機械１０に前記工作物１２ｂを取付けるこ
とを更に含み、前記検知点は、前記回転軸から半径方向
に離間して配置される請求項３記載の方法。 - 【請求項６】 前記制御工作機械１０において前記工作
物１２ｂを検知し、前記制御工作機械の直線軸と一致す
る前記公称の形状からの前記工作物の横方向のオフセッ
トを決定することを更に含む請求項１記載の方法。 - 【請求項７】 前記工作物１２ｂは、対向する側部３
４、３６を含み、前記横方向のオフセットを決定するた
めに前記側部の少なくとも一方上の１点（Ｐ１−Ｐ１
２）において検知される請求項６記載の方法。 - 【請求項８】 前記工作物は、前記対向する側部３４、
３６上の一対の対向する点Ｐ１、Ｐ７において検知さ
れ、前記工作物の前記点における平均の横方向のオフセ
ットを決定する請求項７記載の方法。 - 【請求項９】 前記工作物は、前記各対向する側部３
４、３６上の相互に対応して向き合う複数の点Ｐ１から
Ｐ１２において検知され、前記工作物の前記点における
平均の横方向のオフセットを決定する請求項８記載の方
法。 - 【請求項１０】 前記回転軸２４の周りを回転するよう
に前記制御工作機械１０に前記工作物１２ｂを取付ける
ことを更に含み、前記検知点は、前記回転軸から半径方
向に離間して配置される請求項９記載の方法。 - 【請求項１１】 前記制御工作機械１０において前記工
作物１２ｂを検知し、前記制御工作機械の回転軸２４と
一致する前記公称の形状からの前記工作物の傾斜オフセ
ットを決定することと、 前記制御工作機械１０において前記工作物１２ｂを検知
し、前記制御工作機械の直線軸と一致する前記公称の形
状からの前記工作物の横方向のオフセットを決定するこ
ととを更に含む請求項１記載の方法。 - 【請求項１２】 前記工作物は、対向する側部３４、３
６を含み、前記工作物の前記横方向のオフセットを決定
するために前記各対向する側部上の複数の点Ｐ１からＰ
１２において検知され、また前記傾斜オフセットを決定
するために前記横方向の検知点よりも少ない点で更に検
知される請求項１１記載の方法。 - 【請求項１３】 前記回転軸２４の周りを回転するよう
に前記制御工作機械１０に前記工作物１２ｂを取付ける
ことを更に含み、前記傾斜オフセット及び横方向のオフ
セットを決定するために、前記検知点は各側部上の前記
回転軸から半径方向に離間して配置される請求項１２記
載の方法。 - 【請求項１４】 前記傾斜オフセットが最初に決定さ
れ、次に前記工作物１２ｂが前記傾斜オフセットだけ移
動させられ、今度は前記横方向のオフセットが決定さ
れ、更に前記工作物は前記横方向のオフセットだけ移動
させられる請求項１２記載の方法。 - 【請求項１５】 前記工作物は、前記多数の軸に沿って
検知され、前記多数の軸全てより少ない軸において前記
オフセットを決定する請求項１１記載の方法。 - 【請求項１６】 前記公称の形状にしたがって前記工作
物１２ｂを前加工することと、 前記公称の形状よりも大きい補修物４８で前記工作物を
補修することと、 次に、前記補修箇所に隣接する前記工作物を検知し、前
記オフセットだけ前記工作物を移動させ、前記補修箇所
において前記工作物を機械加工して、前記補修物におけ
る前記公称の形状にしたがって前記補修箇所を調整する
こととを更に含む請求項１１記載の方法。 - 【請求項１７】 前記工作物は、一体的な支持ディスク
１２ａから外側に半径方向に延出する数枚のブレード１
２ｂのうちの１つからなり、 前記ディスク１２ａは、前記回転軸２４の周りを回転す
るように前記制御工作機械に取付けられ、 前記工作物ブレードは前記回転軸から半径方向に離間し
て配置された複数の点において検知される請求項１６記
載の方法。 - 【請求項１８】 前記制御工作機械は、２本の軸におい
て並進するように且つ１本の回転軸において回動するよ
うに設置される切削工具１６を含み、前記横方向のオフ
セットは、前記２本の並進軸のうちの１本に沿って決定
される請求項１７記載の方法。 - 【請求項１９】 前記工作物ブレード１２ｂは、ねじれ
を含み、前記２本の並進軸に対して傾斜し、前記横方向
のオフセットは、前記ディスクに対し接線方向に延出す
る前記並進軸のうちの１本に沿って決定される請求項１
８記載の方法。 - 【請求項２０】 多軸数値制御工作機械１０において工
作物１２ｂを機械加工する方法において、 前記制御工作機械１０に前記多数の軸の座標により規定
される前記工作物の公称の形状を記憶することと、 前記公称の形状にしたがって前記工作物を前加工するこ
とと、 前記公称の形状よりも大きい補修物４８で前記工作物を
補修することと、 前記制御工作機械において前記工作物を検知し、前記公
称の形状からの前記工作物のオフセットを決定すること
と、 前記公称の形状と一致するように前記オフセットだけ前
記工作物を移動させることと、 前記公称の形状にしたがって前記補修物において前記工
作物を補修することから成る方法。 - 【請求項２１】 回転軸２４の周りを回転するように前
記制御工作機械１０に前記工作物１２ｂを取付けること
と、 前記回転軸から半径方向に離間して配置された複数の点
Ｐ１からＰ１２において前記工作物を検知することを更
に含む請求項２０記載の方法。 - 【請求項２２】 前記工作物は、前記検知点を含む対向
する側部３４、３６を含み、前記回転軸と一致する前記
公称の形状からの傾斜オフセットと、前記回転軸からの
ラジアル軸と直角の直線軸と一致する前記公称の形状か
らの横方向のオフセットとを別々に決定するために前記
対向する側部の両側において検知される請求項２１記載
の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/517,020 US6453211B1 (en) | 2000-03-02 | 2000-03-02 | Nominal shift machining |
| US09/517020 | 2000-03-02 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002006911A true JP2002006911A (ja) | 2002-01-11 |
| JP2002006911A5 JP2002006911A5 (ja) | 2008-04-17 |
| JP5048186B2 JP5048186B2 (ja) | 2012-10-17 |
Family
ID=24058052
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001056069A Expired - Fee Related JP5048186B2 (ja) | 2000-03-02 | 2001-03-01 | 多軸数値制御工作機械による再機械加工方法及び補修方法 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6453211B1 (ja) |
| EP (1) | EP1129813B1 (ja) |
| JP (1) | JP5048186B2 (ja) |
| BR (1) | BR0100611B1 (ja) |
| DE (1) | DE60103786T2 (ja) |
| MY (1) | MY126092A (ja) |
| SG (1) | SG89376A1 (ja) |
| TR (1) | TR200401665T4 (ja) |
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