JP2011125999A - ロボットピーニング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】タービン機械におけるロボットによるファスナーのピーニングの解決策が開示される。
【解決手段】１つの実施形態において、装置は、ピーニングヘッド２６を有するピーニングマシン２４と、ピーニングマシン２４に結合されたロボットアーム３０、及び該ロボットアーム３０に結合され且つ機械要素とは独立して装着されるベース部材３６を含むロボット装置２８と、機械要素上でファスナー１６を位置特定するための視界システム３８と、視界システム３８、ピーニングマシン２４、及びロボット装置２８に結合される制御システムと、を備え、制御システムは、ファスナー１６及び機械要素に関する視界システムデータ及び空間的情報に基づいてロボット装置２８及びピーニングマシン２４の移動を制御するよう構成される。
【選択図】図６

Description

本明細書で開示される主題は、ロボットピーニング装置に関する。具体的には、本明細書で開示される主題は、タービン機械におけるファスナーをピーニングするロボットピーニング装置に関する。

タービン（例えば、蒸気タービン）構造において、様々な理由からカバープレートが利用され、これらは、バケット又はカバープレート上に形成されるファスナーをピーニングすることによりタービン先端に固定される。バケット先端及びカバープレートを互いに固定するために、カバープレートの流入側の固体ファスナーは、バケット先端開口内にピーニングされる。従来、ファスナーは、往復動リベット締めツールを用いてバケット面取り内にピーニングされる。このリベットツールは、操作者が手持ちで操作することができ、或いは、タービンの一部に装着することもできる。

米国特許第７，３８９，６６２号公報

タービン機械におけるロボットによるファスナーのピーニングの解決策が開示される。１つの実施形態において、装置は、ピーニングヘッドを有するピーニングマシンと、ピーニングマシンに結合されたロボットアーム、及び該ロボットアームに結合され且つ機械要素とは独立して装着されるベース部材を含むロボット装置と、機械要素上でファスナーを位置特定するための視界システムと、視界システム、ピーニングマシン、及びロボット装置に結合される制御システムと、を備え、制御システムは、ファスナー及び機械要素に関する視界システムデータ及び空間的情報に基づいてロボット装置及びピーニングマシンの移動を制御するよう構成される。

本発明の第１の態様は、機械要素上でファスナーをピーニングするための装置であって、該装置は、ピーニングヘッドを有するピーニングマシンと、ピーニングマシンに結合されたロボットアーム、及び該ロボットアームに結合され且つ機械要素とは独立して装着されるベース部材を含むロボット装置と、機械要素上でファスナーを位置特定するための視界システムと、視界システム、ピーニングマシン、及びロボット装置に結合される制御システムと、を備え、制御システムは、ファスナー及び機械要素に関する視界システムデータ及び空間的情報に基づいてロボット装置及びピーニングマシンの移動を制御するよう構成される。

本発明の第２の態様は、マシニングステーションを提供し、該マシニングステーションは、表面と、少なくとも１つのファスナーを有する機械要素を含む、表面と接触したタービンロータの一部と、少なくとも１つのファスナーをピーニングする装置と、を備え、該装置が、ピーニングヘッドを有するピーニングマシンと、ピーニングマシンに結合されたロボットアーム、及び該ロボットアームに結合され且つタービンロータの一部とは独立して表面と接触したベース部材を含むロボット装置と、機械要素上で少なくとも１つのファスナーを位置特定するための視界システムと、視界システム、ピーニングマシン、及びロボット装置に結合される制御システムと、を備え、制御システムが、少なくとも１つのファスナー及び機械要素に関する視界システムデータ及び空間的情報に基づいてロボット装置及びピーニングマシンの移動を制御するよう構成される。

本発明の第３の態様は、マシニングステーションを提供し、該マシニングステーションは、支持表面と、支持表面と接触したスタンドと、少なくとも１つのファスナーを有する機械要素を含む、支持表面と接触したタービンロータの一部と、少なくとも１つのファスナーをピーニングする装置と、を備え、該装置が、ピーニングヘッドを有するピーニングマシンと、ロボット装置と、を備え、該ロボット装置が、空気圧式ピーニングマシンに結合されたロボットアームと、ロボットアームに結合され且つスタンドとは独立して支持表面と接触したベース部材と、機械要素上で少なくとも１つのファスナーを位置特定するための視界システムと、視界システム、ピーニングマシン、及びロボット装置に結合される制御システムと、を含み、制御システムが、少なくとも１つのファスナー及び機械要素に関する視界システムデータ及び空間的情報に基づいてロボット装置及びピーニングマシンの移動を制御するよう構成される。

本発明のこれら及び他の特徴は、本発明の種々の実施形態を示した添付図面を参照しながら、本発明の種々の態様に関する以下の詳細な説明から容易に理解されるであろう。

ファスナーピーニングプロセス中のタービンの一部の部分図。 ファスナーピーニングプロセス中のタービンの一部の部分図。 ファスナーピーニングプロセス中のタービンの一部の部分図。 本発明の１つの実施形態による、ファスナーをピーニンするための装置の概略側面図。 本発明の１つの実施形態による、ファスナーをピーニンするための装置の例示的な環境。 本発明の１つの実施形態による、マシニングステーションの概略側面図。 本発明の１つの実施形態による、マシニングステーションの平面図。

本発明の図面は縮尺通りではない点を理解されたい。当該図面は、本発明の典型的な態様のみを描くことを意図しており、従って、本発明の範囲を限定するものとみなすべきではない。図面では、同じ参照符号は、複数の図面にわたり同じ要素を示している。

上記に示すように、本発明の態様は、ロボット装置を用いたピーニングを可能にする。ロボット装置は、機械要素（例えば、タービン機械の一部）とは独立して装着されながら、該機械要素上にファスナーをピーニングするよう構成することができる。１つの実施形態において、ロボット装置は、ピーニングされるファスナーだけに接触しながら機械要素上にファスナーをピーニングするよう構成することができる。本明細書で使用される用語「ファスナー」は、本明細書で記載されるピーニングによって２つの部材（例えば、機械要素）を共に接合できるあらゆる装置を含むことができる。例えば、ファスナーは、ほぞ、リベット、スウェル、その他を含むことができる。

図面を参照すると、図１から３は、タービン機械のセクションにおいて実施されるピーニングプロセスの一部を示している。図１は、タービン（例えば、蒸気タービン）の回転構成部品の一部を形成する複数のバケット１０を示す。カバープレート１４がバケット１０の外側先端に固定されて示されており、ここではカバープレート１４は、バケット１０の周りで円周方向に延びる。図２から３は、半径方向外向きに突出する１つ又はそれ以上のファスナー１６を有するバケット１０の先端を示す。各カバープレート１４は、複数のバケット１０（例えば、４又は５つのバケット）に及ぶよう弓形の円周方向に延びるセグメントを含むことができる。各カバープレート１４は、ファスナー１６を受けるため複数の開口１８を含むことができる。ファスナー１６は、図３に示すように、開口１８内に受けられて、実質的に同一面状のカバー設計を形成するようピーニングすることができる。

タービン機械（例えば、蒸気タービン）におけるファスナーは、多くの場合、往復動リベット締めツールを用いてタービンバケット面取り内にピーニングされる。場合によっては、このリベット締めツールは、操作者が手持ちで操作することができ、他の場合では、タービンの一部に装着することもできる。手持ち操作手法には大きな欠点がある。例えば、手持ち操作リベット締めツールの操作者は、リベット締めツールからの振動が操作者の腕、胴体上部、その他に伝わるので、身体的危害を受ける可能性がある。更に、複数のファスナーをピーニングすると、人間オペレータが疲労する場合がある。この操作者疲労により、作業時間が長くなり、複数のファスナー全体のピーニングの一貫性に悪影響を及ぼす。

タービン装着手法にも同様に大きな欠点がある。例えば、タービンの１つ又はそれ以上の部分に複数のファスナーをピーニングする場合、タービン装着リベット締めツールを移動させることは、扱いにくく、多大な時間を必要とする可能性がある。更に、タービン装着リベット締めツールは、ファスナーの正確で完全なピーニングを確保するために、操作者支援によるリベット締めヘッドの位置合わせを必要とする場合がある。

図４を参照すると、本発明の１つの実施形態によるファスナーをピーニングするための装置２２が示される。装置２２は、ピーニングヘッド２６を有するピーニングマシン２４を含むことができる。ピーニングマシン２４は、ファスナーを部材（例えば、機械要素）にピーニングすることができるあらゆる従来のピーニングマシンを含むことができる。１つの実施形態において、ピーニングマシン２４は、ピーニングヘッド２６によりおよそ３０ポンド平方インチ（ｐｓｉ）からおよそ８０ｐｓｉの圧力でファスナー（例えば、ほぞ）を打撃することができる空気圧式ピーニングハンマーとすることができる。ピーニングマシン２４は、駆動部材（図示せず）、並びに打撃部材（例えば、ピーニングヘッド２６）を含むことができる。ピーニングヘッド２６は、金属（例えば、鋼材）から形成してもよく、有効寿命にわたって複数のファスナー（例えば、金属ほぞ）をピーニングするよう構成することができる。

また図４には、ピーニングマシン２４に結合されるロボットアーム３０を含むことができるロボット装置２８の１つの実施形態が示される。ロボット装置２８及びピーニングマシン２４は、例えば、継手、溶接、クランプ、その他など何れかの従来の方法で結合することができる。この実施形態では、ロボットアーム３０は、複数のセグメント３２と、ロボットアーム３０が機械要素（図示せず）の異なる位置でのファスナーをピーニングするのを助けることができる継手３４とを含むことができる。ロボット装置２８はまた、ロボットアーム３０に結合されたベース部材３６を含むように図示されている。ベース部材３６は、例えば、継手、溶接、クランプ、その他など、何れかの従来の方法でボットアーム３０に結合することができる。ベース部材３６及びロボットアーム３０は、各々、別個の材料から形成することができ、或いは、実質的に同様の材料から形成してもよい。１つの実施形態において、ベース部材３６は構造用鋼などの金属を含む。ロボットアーム３０は、構造用鋼、鋳鉄、及び／又はステンレス鋼などの金属を含むことができる。ロボット装置２８（ロボットアーム３０及びベース部材３６を含む）は、ロボットアーム３０及び／又はピーニングマシン２４の移動を作動させることができる電気的及び電気機械的構成部品を含むことができる点は理解される。これらの電気及び電気機械的構成部品は、ロボット工学の分野において公知であり、明快にするために本明細書では具体的には説明しない。

また図４には、機械要素（例えば、タービンカバープレート（図３））上のファスナー又は他の基準点を特定するための視界システム３８が示される。視界システム３８は、機械要素上のファスナーの位置を検出できる従来の２次元又は３次元光学的識別システムを含むことができる。視界システム３８は、高速なイメージ収集及び処理を行うことができ、元のファスナー設計（例えば、図５を参照して説明される、空間情報１４０で示されるほぞの元の形状）を光学的に認識することによってファスナー１６の形状を特定することができる。

装置２２はまた、視界システム３８、ピーニングマシン２４、及びロボットアーム３０に結合されるコンピュータシステム１２０を含むことができる。コンピュータシステム１２０は、視界システム３８から受け取ったデータ並びにファスナー及び機械要素に関する空間的情報に基づいて、ロボット制御システム４０（図５）によるロボット装置２８及びピーニングマシン２４の移動を制御するよう構成することができる。ロボット制御システム４０及び空間的情報については、後続の図（例えば、図５）を参照しながら更に詳細に説明する。また図４には、ベース部材３６に結合された衝撃吸収部材４２が示される。衝撃吸収部材４２は、ロボット装置２８内の振動によって引き起こされる力を吸収できる材料の１つ又はそれ以上のタイプを含むことができる。例えば、衝撃吸収部材４２は、複数の（例えば３つの）別個のゴム製の振動減衰パッドを含むことができ、ロボット装置２８の振動を表面（例えば、図６から７の支持表面５２）から絶縁することができる。何れの場合においても、衝撃吸収部材４２は、ロボット装置２８及びピーニングマシン２４における振動を低減し、装置２２の性能を向上するよう構成することができる。

図５に移ると、ロボットファスナーピーニングの例示的な環境が開示される。この点で、環境１００は、装置２２を用いてファスナーをピーニングするために本明細書で説明されるプロセスを実行することができる。詳細には、コンピュータシステム１２０は、ロボット制御システム４０を含んで図示されており、該制御システムは、コンピュータシステム１２０が、本明細書で説明されるプロセスを実行することによってファスナーをピーニングするための命令を装置２２に提供するよう機能させる。

コンピュータシステム１２０は、ピーニングマシン２４及び視界システム３８を含む装置２２と通信した状態で図示されている。更に、コンピュータシステム１２０は、ユーザ１３６と通信した状態で図示されている。ユーザ１３６は、例えば、プログラマー又はオペレータとすることができる。これらの構成部品とコンピュータシステム１２０との間の相互作用は、本出願の以下の部分で検討する。コンピュータシステム１２０は、処理構成部品１２２（例えば、１つ又はそれ以上のプロセッサ）、記憶構成部品１２４（例えば、記憶階層構造）、入出力（Ｉ／Ｏ）構成部品１２６（例えば、１つ又はそれ以上のＩ／Ｏインタフェース及び／又はデバイス）、及び通信経路１２８を含んで図示されている。１つの実施形態において、処理構成部品１２２は、ロボット制御システム４０のように、記憶構成部品１２４内に少なくとも部分的に具現化されるプログラムコードを実行する。プログラムコードを実行する場合、処理構成部品１２２は、データの処理を行うことができ、これにより記憶構成部品１２４及び／又はＩ／Ｏ構成部品１２６との間でデータの読み込み及び／又は書き込みが生じ、更なる処理を行うことができるようになる。経路１２８は、コンピュータシステム１２０における構成部品の各々との間の通信リンクを提供する。Ｉ／Ｏ構成部品１２６は、１つ又はそれ以上のヒューマンＩ／Ｏデバイス又は記憶装置を備えることができ、これによりユーザ１３６が、コンピュータシステム１２０及び／又は１つ又はそれ以上の通信デバイスと対話可能になり、ユーザ１３５は、何れかのタイプの通信リンクを用いてコンピュータシステム１２０と通信可能になる。この点に関して、ロボット制御システム４０は、ロボット制御システム４０とのヒューマン及び／又はシステム対話を可能にするインタフェースのセット（例えば、グラフィカルユーザインタフェース、アプリケーションプログラムインタフェース、及び／又は同様のもの）を管理することができる。

何れの場合においても、コンピュータシステム１２０は、インストールされたプログラムコードを実行できる１つ又はそれ以上の汎用コンピュータ製造物品を備えることができる。本明細書で使用されるように、「プログラムコード」とは、あらゆる言語の命令、コード、又は表記法の何れかの集合を意味し、直接的か、或いは、（ａ）別の言語、コード、又は表記法への変換、（ｂ）異なるマテリアル形態の複製、及び／又は（ｃ）展開の何れかを組み合わせた後、情報処理機能を有するコンピュータデバイスに特定の機能を実行させるようにするものであることは理解される。この点に関して、ロボット制御システム４０は、ソフトウェア及び／又はアプリケーションソフトウェアの何れかの組み合わせとして具現化することができる。何れの場合においても、コンピュータシステム１２０の技術的効果は、ファスナーをピーニングするために装置２２に処理命令を提供することである。

更に、ロボット制御システム４０は、モジュール１３２のセットを用いて実施することができる。この場合、モジュール１３２により、コンピュータシステム１２０は、ロボット制御システム４０により使用されるタスクのセットを実行可能にすることができ、ロボット制御システム４０の他の部分とは別に独立して開発及び／又は実装することができる。ロボット制御システム４０は、特定用途の機械／ハードウェア及び／又はソフトウェアを含むモジュール１３２を含むことができる。何れにしても、２つ又はそれ以上のモジュール、及び／又はシステムは、それぞれのハードウェア及び／又はソフトウェアの一部／全部を共有することができる。更に、本明細書で使用される機能の一部は実装されない場合があり、或いは、コンピュータシステム１２０の一部として追加機能を含めることができる点は理解される。

コンピュータシステム１２０が複数のコンピュータデバイスを含む場合、各コンピュータデバイスは、ロボット制御システム４０の一部だけを具現化することができる（例えば、１つ又はそれ以上のモジュール１３２）。しかしながら、コンピュータシステム１２０及びロボット制御システム４０は、本明細書で説明されるプロセスを実行できる種々の実施可能な同等のコンピュータシステムのみを表す点は理解される。この点に関して、コンピュータシステム１２０及びロボット制御システム４０により提供される機能は、プログラムコードを備えた又は備えない汎用及び／又は特定用途のハードウェアの何れかの組み合わせを含む１つ又はそれ以上のコンピュータデバイスによって少なくとも部分的に実施することができる。各実施形態において、ハードウェア及びプログラムコードが含まれる場合、これらは、標準的なエンジニアリング及びプログラミング技術を用いて作製することができる。

何れにしても、コンピュータシステム１２０が複数のコンピュータデバイスを含む場合、コンピュータデバイスは、あらゆるタイプの通信リンクを介して通信することができる。更に、本明細書で説明されるプロセスを実行する間、コンピュータシステム１２０は、あらゆるタイプの通信リンクを用いて１つ又はそれ以上の他のコンピュータシステムと通信することができる。何れの場合においても、通信リンクは、種々のタイプの有線及び／又は無線リンクの何れかの組み合わせを含み、１つ又はそれ以上のタイプのネットワークの何れかの組み合わせを含み、及び／又は種々のタイプの伝送技術及びプロトコルの何れかの組み合わせを利用することができる。

本明細書で検討されるように、ロボット制御システム４０によって、コンピュータシステム１２０は、ファスナーをピーニングするための処理命令を装置２２に提供することが可能になる。ロボット制御システム４０は、ロジックを含むことができ、該ロジックが、取得部４３、決定部５３、作動部６３、及びユーザインタフェースモジュール部７３の各機能部を含むことができる１つの実施形態において、ロボット制御システム４０は、上述の機能を実行するロジックを含むことができる。構造的には、ロジックは、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、マイクロプロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、或いは本明細書で記載される機能を実施できる他の何れかの特殊用途機械構造など、様々な形態の何れかをとることができる。ロジックは、ソフトウェア及び／又はハードウェアなどの様々な形態の何れをとってもよい。しかしながら、例示の目的で、ロボット制御システム４０及びこれに含まれるロジックは、特殊用途機械として本明細書で説明されることになる。本明細書から理解されるように、ロジックは、上述の機能の各々を含むものとして例示されているが、必ずしも機能の全てが添付の請求項に記載された本発明の教示によるものである必要はない。

図６に移ると、マシニングステーション５０の例示的な実施形態が、本発明の１つの実施形態に従って図示されている。本実施形態には、支持表面５２、該支持表面５２と接触したスタンド５４、該スタンド５４と接触したタービンロータ５６の一部、装置２２、並びにコンピュータシステム１２０が示されている。支持表面５２は、スタンド５４、タービンロータ５６の一部及び／又は装置２２、並びにコンピュータシステム１２０の重量を構造的に支持できるあらゆる表面とすることができる。１つの実施形態において、支持表面５２は、コンクリートを含むことができ、図６に示す構成部品を全体的に支持することができる。１つの実施形態において、支持表面５２は、製造フロアなどのマシニングステーション５０におけるフロアとすることができる。スタンド５４は、タービンロータ５６の一部の重量を（例えば、１つ又はそれ以上の接触点にて）構造的に支持できる何れかのスタンドとすることができる。スタンド５４は、金属（例えば、鋼材、鉄、その他）を含むことができ、或いは、高強度プラスチック又は他の材料から形成してもよい。スタンド５４は、タービン５６の一部を実質的に堅固に保持し、装置２２が、タービン５６の一部又はスタンド５４を実質的に変位させることなくタービン５６の一部上でファスナーをピーニングできるようにする。

タービンロータ５６の一部は、タービンバケット１０、少なくとも１つのカバープレート１４、及び少なくとも１つのファスナー１６（例示の目的で複数が示されている）など、１つ又はそれ以上の機械要素を含むことができる。タービンバケット１０、カバープレート１４、及びファスナー１６の説明は、図１から３に含まれる。タービンロータ５６の一部の他の要素は、明快にするために省略されているが、タービンロータ５６の一部は、本明細書では具体的に説明されない何れかの従来のタービン構成部品を含むことができる点は理解される。

作動中、装置２２は、視界システム３８、ロボットアーム３０及びピーニングマシン２４を用いて１つ又はそれ以上のファスナー１６をピーニングすることができる。１つの実施形態において、装置２２は、視界システム３８を用いてファスナー１６を特定し、ロボットアーム３０を用いてファスナー１６とピーニングマシン２４を位置合わせし、ピーニングヘッド２６（ピーニングマシン２４により作動される）を用いてファスナー１６をピーニング（打撃）することができる。１つの実施形態において、ピーニングマシン２４は、ピーニングヘッド２６を含む空気圧式ピーニングマシンとすることができる。この場合、ピーニングマシンは、ファスナー１６に接触している間だけ装置２２がファスナー１６をピーニングできるようにすることができる。すなわち、１つの実施形態において、装置２２は、そのベース部材４２がスタンド５４（及びロータ５６の一部）とは独立して支持表面５２と接触している間にファスナー１６をピーニングすることができる。これにより、装置２２が、スタンド５４及び／又はロータ５６の一部に固定することなくファスナー１６をピーニング可能にすることができる。この移動に関する自由度によって、複数のファスナーをピーニングするのに必要な時間を短縮することができる。本明細書で図示し説明されるように、マシニングステーション５０は更に、視界システム３８、ピーニングマシン２４、及び装置２２の１つ又はそれ以上に結合されるコンピュータシステム１２０を含むことができる。１つの実施形態において、ロボット制御システム４０は、これらの構成部品（例えば、コンピュータシステム１２０を介して）の各々に結合され、ファスナー１６及び機械要素（例えば、カバープレート１４及び／又はバケット１０）に関する視界システムデータ及び空間的情報に基づいて、装置２２（ピーニングマシン２４を含む）の運動を制御するよう構成される。

図５に戻り、更に引き続き図６を参照し、１つの実施形態に従ってロボット制御システム４０の態様を更に説明する。この実施形態では、ロボット制御システム４０は、ユーザ１３６（仮想線で示す）又は外部ソース（例えば、外部データベース、図示せず）の１つから空間的情報１４０を取得するための取得部４３を含むことができる。空間的情報１４０は、１つ又はそれ以上のカバープレート１４上の１つ又はそれ以上のファスナー１６の位置に関する情報を含むことができる。空間的情報１４０は、例えば、ファスナー１６の中心点、コーナー、又は他の点の位置を示す３次元（３Ｄ）座標を含むことができる。空間的情報１４０は更に、ファスナー１６のサイズ及び形状、並びにロータ５６の一部の周囲の半径方向及び軸方向位置を示すことができる。空間的情報１４０は更に、１つ又はそれ以上のカバープレート１４に沿った複数のファスナー１６間の距離を示すことができる。例えば、複数のファスナー１６が１つ又はそれ以上のカバープレート１４に沿って非均一的に離間して配置される場合、空間的情報１４０は、複数のファスナー１６の各々の間の間隔を示すことができる。空間的情報１４０は、タービン５６の一部、スタンド５４、支持表面５２、及び／又は具体的には説明していないマシニングステーション５０内の他の物体上の１つ又はそれ以上の点の間の空間関係（例えば、３Ｄ座標）を示す何れかの情報を含むことができることは理解される。図５に関して上記で示すように、１つの実施形態において、取得部４３は、ユーザ１３６から空間的情報１４０を取得することができる。この場合、ユーザ１３６は、コンピュータシステム１２０及び装置２２のオペレータ又はユーザとすることができる。ユーザ１３６は、例えば、ユーザインタフェースモジュール７３を通じて、取得部４３に空間的情報を提供することができる。ユーザインタフェースモジュール７３は、例えば、グラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）又は当該技術分野で公知の他の何れかのユーザインタフェースを含むことができる。別の実施形態において、取得部４３は、データベース又は他の供給源から空間的情報１４０を取得することができる。例えば、取得部４３は、タービン５６の一部、スタンド５４、支持表面５２、装置２２、及び／又はマシニングステーションに含まれる他の何れかの要素を示す設計図から空間的情報１４０を取得することができる。設計図は、空間的情報１４０に変換可能なデジタル図とすることができ、或いは、空間的情報１４０を提供するためにスキャンされて光学的に解析することができる物理的な図とすることができる点は理解される。何れの場合においても、空間情報１４０を取得した後、ロボット制御システム４０は、該空間的情報１４０を用いて装置２２を（以下で更に説明されるように）操作することができる。

取得部４３は更に、視界システム３８から視界システムデータ１３８を取得することができる。１つの実施形態において、視界システムデータ１３８は、タービン５６の一部、スタンド５４、支持表面５２、その他の点に対する装置２２上の基準点の位置を示すことができる。この場合、装置２２（更に具体的には、ピーニングマシン２４及びピーニングヘッド２６）の位置に関する視界システムデータ１３８は、何れかの従来の光学的手段を用いて取得することができる。例えば、視界システムデータ１３８は、何れかの従来の座標系（例えば、グローバル及び／又はツールフレーム座標系）に対するファスナーの位置を特定することができる。何れの場合においても、取得部４３は、視界システム３８から視界システムデータ１３８を取得することができ、決定部５３が視界システムデータ１３８を空間的情報１４０と比較して装置２２の所望の運動を決定可能にするのに必要な何れかのフォーマットに視界システムデータ１３８を変換することができる。

上記に示すように、視界システムデータ１３８及び空間的情報１４０を取得した後、決定部５３は、データを比較し、装置２２の所望の運動を決定することができる。例えば、決定部５３が、３次元の内の２次元でファスナー１６上の所望のピーニング位置とピーニングヘッド２６が位置合わせされていると判定した場合、決定部５３は、ピーニングマシン２４が所望のピーニング位置と位置合わせされるよう３番目の次元でのみ移動すべきであると判定することができる。別の実施例では、決定部５３は、ピーニングヘッド２６が３次元全てにおいて所望のピーニング位置に位置合わせされており、ファスナー１６は事前にピーニングされていないと判定する場合がある（例えば、視界システムデータ１３８及び／又は空間的情報１４０が、この位置にはピーニングヘッド２６はこれまで存在したことがないことを示すのに基づいて）。この場合、決定部５３は、ファスナー１６のピーニングが必要であると判定することができる。ファスナー１６のピーニングが必要であると決定部５３が判定した場合、作動部６３は、ピーニングマシン２４にピーニングヘッド２６を作動するよう命令を提供することができる。

作動部６３は、例えば、ピーニングマシン２４に予め定められたパターンに従ってピーニングヘッド２６を作動させるよう命令を提供する。この予め定められたパターンは、ファスナー１６が事前にピーニングされているか否かに基づくことができる。例えば、新しい（以前にピーニングされていない）ファスナー１６は、既にピーニングされたファスナーよりも多くのピーニング（例えば、１つの点当たりの打撃が多い）を必要とする場合がある。この場合、作動部６３は、「新しい」ファスナーをピーニングする命令を提供することができる。別の実施形態では、ファスナー１６は、以前にピーニングされている（例えば、タービン５６の一部が改修されている）場合がある。この場合、作動部６３は、「改修済み」ファスナーについてピーニングマシン２４に命令を提供することができる。何れの場合においても、作動部６３は、タービン５６の一部上の１つ又はそれ以上のファスナー１６についてピーニングマシン２４に命令を提供することができる。更に、作動部６３は、ピーニングマシン２４（具体的には、ピーニングヘッド２６）をピーニング用に所望の位置に移動させるよう装置２２（例えば、ロボットアーム３０）に命令を提供することができる。すなわち、作動部６３は、１つ又はそれ以上のファスナー１６のピーニングを可能にするため所望の位置に装置２２の１つ又はそれ以上の要素を移動させるよう命令を提供することができる。

図７に移ると、図６の製造ステーション５０の平面図が示される。この平面図において、タービン５６の一部（スタンド５４を介して）及び装置２２は、支持表面５２により支持されるよう図示されている。しかしながら、１つの実施形態において、装置２２及びタービン５６の一部は、別個の支持表面により支持することができる。図７には更に、タービン５６の一部の周囲を装置２２が自由に移動できることが示されている。仮想線で示すように、装置２２は、ファスナーをそこでピーニングするためにタービン５６の一部の周囲の複数の位置に位置付けることができる。１つの実施形態において、装置２２は、運搬車（例えば、フォークリフト車）又はクレーン（例えば、頭上クレーン）によりタービン５６の一部の周りを移動することができる（明快にするために両方とも省略している）。別の実施形態において、装置２２は、車輪、軌道、レール、その他（図示せず）を介してタービン５６の一部の周りを移動することができる。車輪、軌道、レール、その他は、衝撃吸収部材４２及び／又はベース部材３６（図５）に取り付けることができ、或いは、衝撃吸収部材４２及び／又はベース部材３６に取り付けられる移動プラットフォーム（図示せず）の一部とすることができる。移動プラットフォームを用いて装置２２を輸送する場合、移動プラットフォームは、タービン５６の一部の周りの複数の方向に装置２２を輸送することができる。例えば、移動プラットフォームは、タービン５６の一部（タービンロータ）と同軸方向、タービン５６の一部と垂直、タービン５６の一部に向けて対角線上、タービン５６の一部から離れる対角線上、その他に装置２２を輸送可能にすることができる。１つの実施形態において、衝撃吸収装置（例えば、緩衝システム）を車輪、軌道、又はレール（例えば、移動プラットフォーム上で）に組み込むことができ、これにより衝撃吸収部材４２の衝撃吸収要件が軽減される。ある事例では、衝撃吸収部材４２を除去することができ、ベース部材３６を、衝撃吸収装置を含む車輪、軌道、又はレールに直接取り付けてもよい。何れの場合においても、装置２２がタービン５６の一部の周りを移動可能である場合、該装置２２は、タービン５６の一部にファスナー１６をピーニングすることにより生じる内部衝撃を吸収するよう構成される。

本明細書では、ロボット制御システム４０を含む装置２２として図示され説明されるが、本発明の態様は更に、種々の代替の実施形態を提供できることは理解される。例えば、１つの実施形態において、本発明は、少なくとも１つのコンピュータ可読媒体において具現化されたコンピュータプログラムを提供し、該プログラムの実行時には、コンピュータシステムが、ファスナーをピーニングするために装置２２に処理命令を提供できるようになる。この点に関して、コンピュータ可読媒体は、本明細書で記載されるプロセスの一部又は全てを実施するロボット制御システム４０（図５）などのプログラムコードを含む。用語「コンピュータ可読媒体」とは、プログラムコードのコピーを具現化できる有形の表現媒体（例えば、物理的具現化）の何れかのタイプの１つ又はそれ以上を含む点は理解される。例えば、コンピュータ可読媒体は、１つ又はそれ以上の携帯用記憶製品、コンピュータデバイスの１つ又はそれ以上のメモリ／記憶構成部品、紙、及び／又は同様のものを含むことができる。

別の実施形態において、本発明は、本明細書で記載されるプロセスの一部又は全てを実施する、ロボット制御システム４０（図５）などのプログラムコードのコピーをもたらす方法を提供する。この事例では、コンピュータシステムは、第２の別の位置で受け取るために、データ信号のセット内のプログラムコードのコピーをエンコードするようにして設定及び／又は変更された特徴の１つ又はそれ以上を有するデータ信号のセットを生成及び伝送することができる。同様に、本発明の１つの実施形態は、本明細書で記載されるプロセスの一部又は全てを実施するプログラムコードのコピーを収集する方法を提供し、コンピュータシステムが、本明細書で記載されるデータ信号のセットを受け取り、該データ信号のセットを少なくとも１つのコンピュータ可読媒体において具現化されるコンピュータプログラムのコピーに翻訳することを含む。何れの場合においても、データ信号のセットは、通信リンクの何れかのタイプを用いて伝送／受信することができる。

更に別の実施形態において、本発明は、ファスナーをピーニングするために装置２２に処理命令を提供するシステムを生成する方法を提供する。この場合、コンピュータシステム１２０（図５）のようなコンピュータシステムを取得（例えば、作成、維持、利用可能にする、その他）することができ、本明細書で記載されるプロセスを実行する１つ又はそれ以上のモジュールの取得（例えば、作成、購入、使用、修正、その他）を行い、コンピュータシステムに配備することができる。この点に関して、配備とは、（１）：コンピュータ可読媒体からコンピュータデバイスにプログラムコードをインストールすること、
（２）：１つ又はそれ以上のコンピュータ及び／又はＩ／Ｏデバイスをコンピュータシステムに付加すること、並びに（３）コンピュータシステムを導入及び／又は修正し、本明細書で記載されるプロセスを実行できるようにすること、の１つ又はそれ以上を含むことができる。

本発明の態様は、加入、広告、及び／又は手数料ベースで本明細書に記載されるプロセスを実行するビジネス手法の一部として実施することができる。すなわち、サービス提供者は、本明細書で記載されるボイラーにおけるスラグゾーンをマッピングする処理命令を提供することができる。この場合、サービス提供者は、１又はそれ以上の顧客に対して本明細書で記載されるプロセスを実行するコンピュータシステム１２０（図５）などのコンピュータシステムを管理（例えば、作成、維持、サポート、その他）することができる。その見返りとして、サービス提供者は、加入及び／又は手数料契約書に基づいて顧客から支払いを受け取り、１又はそれ以上の第三者への広告の売上からの支払いを受け取り、及び／又は同様のことを行うことができる。

本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を説明するためのものに過ぎず、本発明を限定するものではない。本明細書で使用される単数形態は、前後関係から明らかに別の意味を示さない限り、複数形態も含む。更に、本明細書内で使用する場合に、「含む」及び／又は「備える」という用語は、そこに述べた特徴部、完全体、ステップ、動作、要素及び／又は構成部品の存在を明示しているが、１つ又はそれ以上の特徴部、完全体、ステップ、動作、要素、構成部品及び／又はそれらの群の存在又は付加を排除するものではないことは理解されるであろう。

本明細書は、最良の形態を含む実施例を用いて本発明を開示し、更に、あらゆる当業者があらゆるデバイス又はシステムを実施及び利用すること並びにあらゆる包含の方法を実施することを含む本発明を実施することを可能にする。本発明の特許保護される範囲は、請求項によって定義され、当業者であれば想起される他の実施例を含むことができる。このような他の実施例は、請求項の文言と差違のない構造要素を有する場合、或いは、請求項の文言と僅かな差違を有する均等な構造要素を含む場合には、本発明の範囲内にあるものとする。

１０ 複数のバケット
１４ カバープレート
１６ ファスナー
１８ 開口
２２ 装置
２４ ピーニングマシン
２６ ピーニングヘッド
２８ ロボット装置
３０ ロボットアーム
３２ 複数のセグメント
３４ 継手
３６ ベース部材
３８ 視界システム
４０ ロボット制御システム
４２ 衝撃吸収部材
４３ 取得部
５０ 製造ステーション
５２ 支持表面
５３ 直径
５４ スタンド
５６ タービンロータの一部
６３ 作動部
７３ ユーザインタフェースモジュール
１２０ ダイナモエレクトリックステータラッパー
１２２ 処理構成部品
１２４ 記憶構成部品
１２６ 内部アクセスブロック
１２８ 通信経路
１３２ モジュール
１３６ ユーザ
１３８ 視界システムデータ
１４０ 空間的情報

Claims (10)

1. 機械要素上でファスナー（１６）をピーニングするための装置（２２）であって、
   ピーニングヘッド（２６）を有するピーニングマシン（２４）と、
   前記ピーニングマシン（２４）に結合されたロボットアーム（３０）、及び該ロボットアーム（３０）に結合され且つ前記機械要素とは独立して装着されるベース部材（３６）を含むロボット装置（２８）と、
   前記機械要素上で前記ファスナー（１６）を位置特定するための視界システム（３８）と、
   前記視界システム（３８）、前記ピーニングマシン（２４）、及び前記ロボット装置（２８）に結合される制御システム（４０）と、
   を備え、
   前記制御システム（４０）が、前記ファスナー（１６）及び前記機械要素に関する視界システムデータ（１３８）及び空間的情報（１４０）に基づいて前記ロボット装置（２８）及び前記ピーニングマシン（２４）の移動を制御するよう構成される、
   装置（２２）。
2. 前記ベース部材（３６）に動作可能に取り付けられる衝撃吸収部材（４２）を更に備える、
   請求項１に記載の装置（２２）。
3. 前記ベース部材（３６）に係合する移動プラットフォームを更に備え、該移動プラットフォームが、タービンロータ（５６）と同軸方向、前記タービンロータ（５６）と垂直、前記タービンロータ（５６）に向けて対角線上、並びに前記タービンロータ（５６）から離れる対角線上を含む複数の方向で前記ベース部材（３６）を輸送できる、
   請求項１に記載の装置（２２）。
4. 前記機械要素が、前記ファスナー（１６）によって少なくとも１つのタービンブレード（１０）に結合されるタービンカバープレート（１４）である、
   請求項１に記載の装置（２２）。
5. 前記少なくとも１つのタービンブレード（１０）が、タービン組立体の一部を形成する複数のタービンブレード（１０）のうちの１つであり、前記ベース部材（３６）が、前記タービン組立体から独立して装着される、
   請求項４に記載の装置（２２）。
6. 前記ロボット装置（２８）及び前記ピーニングマシン（２４）が、前記タービンカバープレート（１４）の一部に接触することなく前記ファスナー（１６）をピーニングするよう構成される、
   請求項４に記載の装置（２２）。
7. 前記ピーニングマシン（２４）が、前記制御システム（４０）からのコマンドに応答して予め定められたパターンで前記ピーニングヘッド（２６）を作動させるようプログラムされている、
   請求項１に記載の装置（２２）。
8. 前記ピーニングマシン（２４）が、空気圧式打撃装置を含む、
   請求項１に記載の装置（２２）。
9. マシニングステーション（５０）において、
   表面（５２）と、
   少なくとも１つのファスナー（１６）を有する機械要素を含む、前記表面（５２）と接触したタービンロータ（５６）の一部と、
   前記少なくとも１つのファスナー（１６）をピーニングする装置（２２）と、
   を備え、
   前記装置（２２）が、
   ピーニングヘッド（２６）を有するピーニングマシン（２４）と、
   前記ピーニングマシン（２４）に結合されたロボットアーム（３０）、及び該ロボットアーム（３０）に結合され且つタービンロータ（５６）の一部とは独立して装着されるベース部材（３６）を含むロボット装置（２８）と、
   前記機械要素上で前記ファスナー（１６）を位置特定するための視界システム（３８）と、
   前記視界システム（３８）、前記ピーニングマシン（２４）、及び前記ロボット装置（２８）に結合される制御システム（４０）と、
   を備え、
   前記制御システム（４０）が、前記ファスナー（１６）及び前記機械要素に関する視界システムデータ（１３８）及び空間的情報（１４０）に基づいて前記ロボット装置（２８）及び前記ピーニングマシン（２４）の移動を制御するよう構成される、
   マシニングステーション（５０）。
10. マシニングステーション（５０）において、
    支持表面（５２）と、
    前記支持表面（５２）と接触したスタンド（５４）と、
    少なくとも１つのファスナー（１６）を有する機械要素を含む、前記支持表面（５２）と接触したタービンロータ（５６）の一部と、
    前記少なくとも１つのファスナー（１６）をピーニングする装置（２２）と、
    を備え、
    前記装置（２２）が、
    ピーニングヘッド（２６）を有する空気圧式ピーニングマシン（２４）と、
    ロボット装置（２８）と、
    を備え、
    該ロボット装置（２８）が、
    前記ピーニングマシン（２４）に結合されたロボットアーム（３０）と、
    前記ロボットアーム（３０）に結合され且つ前記スタンド（５４）とは独立して装着されるベース部材（３６）と、
    前記機械要素上で前記ファスナー（１６）を位置特定するための視界システム（３８）と、
    前記視界システム（３８）、前記ピーニングマシン（２４）、及び前記ロボット装置（２８）に結合される制御システム（４０）と、
    を含み、
    前記制御システム（４０）が、前記ファスナー（１６）及び前記機械要素に関する視界システムデータ（１３８）及び空間的情報（１４０）に基づいて前記ロボット装置（２８）及び前記ピーニングマシン（２４）の移動を制御するよう構成される、
    マシニングステーション（５０）。

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