JP2017037640A - 振動感知を用いる機械工具経路補正 - Google Patents

振動感知を用いる機械工具経路補正 Download PDF

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Abstract

【課題】回転工具による正確な位置の判定。【解決手段】相対移動中に回転工具１２でワークピース１８をプロービングする間、振動センサ２８からの振動信号の監視からの接触位置２９を比較することに基づいて、補正工具経路を計算または取り出すことによってプログラム可能な数値制御加工システム８を使用してワークピース１８を加工する方法である。接触位置２９は、所定の工具経路３４からの位置と比較される。所定の工具経路３４は、加工開始点３６と加工終点３８の間に延びている。ワークピース１８を加工することは、補正工具経路に沿って行われる。方法は、繰り返される加工パスのために行われてもよい。補正工具経路は、所定の工具経路３４の加工経路座標系への角度オフセットを含み得る。【選択図】図１

Description

本発明は、数値制御加工システム、適応加工に関し、特に、振動感知を用いてワークピースを加工するためのシステムおよび方法に関する。
精密加工は、汎用数値制御加工システムでの部品製造用に知られている。様々な自動化された方法およびシステムが、材料を切削またはその他除去するために、また通常の数値制御カッターオフセットを用いてカッター調整を行うために開発されてきた。切削工具のこれらの調整は、加熱や荷重たわみ等による切削工具の寸法変化はもちろん、切削工具の摩耗、切削工具の再配置および／または交換などの、ワークピースおよび加工機械自体の多数の変動要素を考慮する必要がある。
機械が特定のワークピースまたは部品の製造用に設定された後、数値制御工作機械に工具オフセットを用いることが知られている。閉ループ加工機械および方法は、工具オフセットまたは補正プロセスを自動化するために開発されてきた。コンピュータ式数値制御システムは、オフセットの計算を行う。所望ならば、加工機械のベッド上または外に回転できる回動アーム上に接触トリガプローブや振動センサのようなツールセンサを取り付けることも知られている。
プローブとの接触が発生すると、切削工具の位置に気づくことによって、切削工具の位置はこのようなプローブに対して較正できる。プログラムされた位置と実際の位置との観察されたずれから、補正オフセットは判定され、コンピュータ数値制御手段に関連するメモリに格納することもできる。オフセットは、プログラムされた接触位置と実際の接触位置との差を補正する。このようなシステムおよび方法は、米国特許第４，３８２，２１５号に開示されている。
米国特許第４，４２８，０５５は、切削工具が自動的に設定されたコンピュータ数値制御によりワークピースを自動で加工するシステムおよび方法を開示する。振動感知は、切削工具の刃先と位置基準面との間の接触を検出し、閉ループ制御により、刃先がこれらの表面に対して較正される。各基準面において刃先のプログラムされた位置と実際の位置とのずれが判定され、初期補正工具位置オフセットは、各軸に自動的に提供され、数値制御手段に入力される。
初期補正工具位置オフセットは、工具が所定の工具経路に沿って切削を開始する場所を判定するために使用される。工具経路は、切削工具の先端が、ワークピースの所望の形状を作成するときに追従する空間経路である。工具経路は、空間に加工開始点と加工終点を有している。初期補正工具位置オフセットは、加工開始点へのオフセットであるが、この補正は、加工開始点と加工終点間の工具経路に影響または変更を加えない。
ＣＮＣ加工に対してより正確で、より良好で、より速く、コストのかからない方法が必要である。ワークピースの変動に高度に適応したより効率的なＣＮＣ加工方法も必要とされている。ワークピース毎の変動を考慮するＣＮＣ加工に対してより正確な方法が必要である。工具の摩耗および／またはワークピース変形に関わらず、回転工具による部品の正確な位置および加工のより正確な判定が必要である。
米国特許出願公開第２０１４０３１６５７３号明細書
プログラム可能な数値制御加工システムでワークピースを加工する方法において、システムは、加工開始点と加工終点との間に延在する所定の工具経路を含む所定の加工プログラムの指示のもと動作するように構成された数値制御手段と、コンピュータ数値制御機械によって動力供給される少なくとも１つの回転切削工具を含む。方法は、（１）相対移動中に回転工具でワークピースをプロービングするステップと、（２）加工システムに設置された振動センサからの振動信号を監視するステップと、（３）監視された振動信号が、回転工具とワークピースとの接触を示す場合、ワークピースの接触位置を記録するステップと、（４）記録された接触位置と、所定の工具経路の所定の加工開始点とを比較して、比較に基づいて、補正工具経路を計算または取得するステップであって、所定の工具経路は、加工開始点と加工終点との間に延在しているステップと、（５）補正工具経路に沿ってワークピースを加工するステップを含む。
本方法はさらに、複数のパスに沿ってワークピースを加工するステップであって、ステップ（１）〜（５）が、２つ以上のパスについて繰り返されるステップを含む。方法はさらに、切削工具でのプロービング時に振動センサからの振動信号を監視しながら、切削工具で既知の寸法を有する較正部をプロービングすることによって機械を較正するステップをさらに含み得る。較正はさらに、工具径、工具形状、工具と機械に取り付けられたワークピースガイドとの間の距離の内、少なくとも１つに影響される較正中に、切削工具の工具パラメータを決定するステップを含み得る。
補正工具経路は、所定の工具経路の加工経路座標系への角度オフセットを含み得る。ワークピースは、複数のパスで加工することができる。ステップ（１）〜（５）が、２つ以上のパスについて繰り返されるステップを含む。
ワークピースは、ステップ（１）の前に数値制御加工システムの多軸マニピュレータに取り付けられてもよい。ステップ（１）の間、プロービングは、ワークピースを保持する多軸マニピュレータを移動させ、回転工具とワークピースとの間の相対移動を提供することを含み、ステップ（５）で、補正工具経路に沿ってワークピースを加工することは、ワークピースを保持する多軸マニピュレータを移動させることを含む。
機械は研削盤であり、回転工具は研削砥石である。
方法の一実施形態は、コンピュータ数値制御機械によって電力供給される研削砥石を含み、プログラム可能な数値制御加工システムを使用して翼形部と、先端を補修するためのものである。加工前に、補修材料が翼形部の先端に加えられる。機械によって電力供給される研削砥石は、過剰な補修材料を加工して除去する加工パスを作り、翼形部の前縁および後縁間の翼形部に沿って、異なる翼弦方向位置で翼形部の翼形部表面を調和する。加工パスの少なくとも１つは、
（１）相対移動中に回転研削砥石で翼形部をプロービングするステップと、
（２）加工システム中に載置された振動センサからの振動信号を監視するステップと、
（３）監視された振動信号が、回転研削砥石と翼形部との間の接触を示している場合には、翼形部の接触位置を記録するステップと、
（４）記録された接触位置と、所定の工具経路の所定の加工開始点とを比較して、比較に基づいて、補正工具経路を計算または取得するステップであって、所定の工具経路は、加工開始点と加工終点の間に延在している、ステップと、
（５）補正工具経路に沿って翼形部を加工するステップとを含む。
ステップ（１）の前に、翼形部を含むガスタービンエンジンブレードを、数値制御加工システムの多軸マニピュレータに取り付けてもよく、相対移動中に回転研削砥石で翼形部をプロービングすることは、機械に対してブレードを保持する多軸マニピュレータを移動させることを含む。
本発明の上記の態様およびその他の特徴は、添付の図面と併せて以下の記述に説明される。
回転工具およびワークピースを加工するために所定の工具経路を調整するための振動センサを備えた、切削機の概略図である。 図１に示すワークピースを加工するための例示的な所定の工具経路と、補正工具経路とを比較する概略図である。 図２に示した補正工具経路を用いた加工ステップの概略図である。 図２に示す所定および補正工具経路の所定および補正工具経路と、所定および補正工具座標系との間の角度オフセットの概略図である。 図１に示すＣＮＣ機械ならびに研削盤およびマニピュレータを較正するためのマニピュレータの較正部の概略図である。 図１に示す例示的な工具経路補正方法のフローチャートである。 図１に示される例示的なワークピースの翼形部上の補修材料での翼形部補修の概略図である。 図７に示す翼形部補修用の複数のパスの加工の概略図である。 図８に示す翼形部の研磨された翼形部補修の概略図である。
図１は、研削砥石１４としてここに示される例示的な切削工具１２を有する研削盤として本明細書に示される切削機械１０を備えたＣＮＣ（コンピュータ数値制御）加工システム８の例示的な実施形態を示す。ＣＮＣ加工システム８は、ワークピース１８を切削工具１２に対して保持して移動する多軸マニピュレータ１６を備えている。多軸マニピュレータ１６は関節接続されている。多軸マニピュレータの１例は、ＦＡＮＵＣロボティックスが販売しているＬＲ Ｍａｔｅ２００ｉＣシリーズ電気サーボ駆動式ミニロボットである。図１に示される機械１０の場合には、ワークピース１８は、ガスタービンエンジンブレード１９であり、本明細書に示す例示的な方法は、翼形部表面２２を調和するためにブレード１９の翼形部２１の表面２２上の過剰な金属２０を研削により除去することである。Ｔａｋａｈｉｒｏ ｉｗａｔａｋｅに２０１４年１０月２３日に付与された米国特許出願第２０１４０３１６５７３号「ワークピースを搬送するためのロボットを備えたロボットシステム」に多軸マニピュレータが開示されており、引用によりここに組み入れられている。多軸マニピュレータ１６は、ＣＮＣ制御され、ＦＡＮＵＣロボティックスから市販されているようなロボット制御装置によって制御されるロボットであってもよい。
ＣＮＣ加工システム８に配置された加速度計のような振動センサ２８は、研削砥石１４がマニピュレータ１６によって保持され、移動され、かつ位置決めされているワークピース１８に接触する場合、振動を検出する。振動センサ２８が機械１０に載置されて示されているが、代わりにマニピュレータ１６に載置されてもよい。振動センサ２８は、接触振動が検出されるまで監視される。検出はマニピュレータ１６を作動して現在位置を捕捉する。この位置は、実際の接触時間および箇所でワークピース１８の正確な接触位置を表し、実接触位置２９と呼ぶことができる。
さらに図２〜図４を参照すると、本明細書に例示された切削工具１２は、工具経路３４を介して導かれた研削砥石１４である。ＣＮＣ械加工システム８の多軸マニピュレータ１６は、切削工具１２に対してワークピース１８を保持して移動する。工具経路３４は、切削工具１２の先端がワークピース１８の所望の形状を生成するためにたどる空間を通る経路である。工具経路３４は、空間に加工開始点３６および加工終点３８を有している。
初期補正工具位置オフセットは、工具が所定の工具経路３４に沿って切削を開始する位置や、実際のまたは補正された加工開始点３６が設置される場所を判定するために使用することができる。初期補正工具位置オフセットは、加工開始点３６へのオフセットであるが、この補正は、加工開始点と加工終点３６、３８間の工具経路３４に影響または変更を加えない。加工中に、機械１０に載置されたワークピースガイド３０は、ワークピース１８に対する研削砥石１４の１つまたは複数のパス４０の各々の間、工具経路３４を介してワークピース１８を導くのに役立つ。
図１を参照すると、研削砥石１４をワークピース１８に対して動かすための機械１０の上で動作するコンプライアンス手段３２は、複雑な形状のワークピース１８が加工プロセス全体を通して研削砥石１４およびワークピースガイド３０と接触した状態にあることを保証する。コンプライアンス手段３２は、ガイド３０および研削砥石１４をワークピース１８に対して動かすことができる空気圧やばね駆動装置であってもよい。空気圧駆動コンプライアンス手段３２は、プロービングおよび加工時にワークピース１８に対して一定の圧力を保証するためにロータリエアシリンダを備えていてもよい。
本明細書において説明した図３および図４に示すように、ＣＮＣ加工システム８は、所定の工具経路３４を調整または補正するようプログラムされているまたは動作可能で、そのため、ＣＮＣ加工システム８により、切削工具１２（研削砥石１４として図示）は、加工開始点３６から加工終点３８まで補正工具経路３５を辿る。所定の工具経路３４は、所定の工具経路３４を抽出することのできる３ＤモデルとしてＣＮＣ加工システム８に記憶された基準部品形状に従う。補正工具経路３５は、少なくとも加工開始点と終了点３６、３８の間で所定の工具経路３４と異なっている。所定の工具経路３４は、実際の接触位置２９と異なっている場合もある所定の加工開始点３６または位置を含む。コンピュータに記憶された所定の工具経路３４から加工開始および終了点３６、３８のような、記録された接触位置２９から所定の接触位置への比較が行われる。比較が差を示す場合、ワークピースは、補正工具経路３５に沿って加工される。
図２〜図４に示すように、１つの例示的な加工経路補正は、加工経路座標系４６への角度オフセット４８であり得る。図２に示すように、シータ２−シータ１の角度差は、加工経路座標系４６上で角度オフセット４８を提供するのに使用されてもよい。基本的に、角度差が、理論上または所定の座標系４６を補正工具経路３５に沿って補正座標系４７に回転する角度を示し、したがって、工具経路自身が部品またはワークピース１８のばらつきに対応する。所定のおよび補正工具経路３４、３５の両方に沿ったそれぞれ第１〜第４の位置Ｐ１〜Ｐ４が、図４に示されている。角度オフセット４８が、補正工具経路３５に沿って各位置Ｐ１〜Ｐ４で示されている。補正工具経路３５に沿った補正座標系４７は、所定のおよび補正工具経路３４、３５の両方に沿った第１〜第４の位置Ｐ１〜Ｐ４のそれぞれで角度オフセット４８で回転されることが図４に示されている。
図５は、研削盤および研削砥石１４として図示の切削工具１２を用いて機械１０を較正するために、ＣＮＣ加工システム８の多軸マニピュレータ１６上に載置された例示的な較正部６０またはワークピースを示している。振動感知によるプロービングは、既知の寸法を有する較正部と研磨研削砥石１４が接触している場合、それらの間の角度シータを測定するために使用される。較正は、工具径、工具の形状ならびに工具と部品ガイド間の距離の内の１つまたは複数によって影響される研削砥石１４の工具パラメータを判定するために使用される。
図６に示すのは、上記のように例示的な補正工具経路を決定する例示的な方法のフローチャートである。フローチャートは以下を含む。
１）マニピュレータにワークピースを載置する。
２）マニピュレータを用いて、機械に動作可能に載置された回転工具の方にワークピースを移動する。
３）機械に載置された振動センサからの振動信号を監視する。
４）監視された振動信号が、回転工具とワークピースの間の接触を示す場合、ワークピースの移動を停止し、ワークピースの接触位置を記録する。
５）記録された接触位置と所定の接触位置とを比較する。
６）記録された接触位置とコンピュータに記憶された所定の工具経路からの所定の接触位置との比較に基づいて、所定の工具経路を調整または修正する、あるいは補正工具経路を取得または計算する。
７）その後補正工具経路に沿ってワークピースを加工する。
新たな補正工具経路が計算され、ワークピースに沿って工具の複数のパスのそれぞれについて同じワークピースを加工するために使用できる。機械、工具の制御およびマニピュレータの監視は、機械のコンピュータにより制御することができ、マニピュレータは、多軸マニピュレータであってもよい。
図７、図８、図９に示す加工は、翼形部２１の調和方法である。調和方法は、翼形部表面２２を調和する目的で、ブレード１９の翼形部２１における表面２２上の余分な金属２０を削って除去することを含む。翼形部２１は、基部５０および先端５２の間で径方向に延びかつ翼形部の前縁および後縁ＬＥ、ＴＥ間に延在する翼弦Ｃを有している。方法は、図７に示すように翼形部２１の先端５２に補修材料５４を加えることを含む。方法は、図８に例示すように、次に翼形部２１の前縁と後縁ＬＥ、ＴＥ間で翼形部２１に沿って異なる翼弦位置４２で加工パス４０を作ること含む。加工パス４０は、過剰な補修材料を加工して除去し、翼形部２１の翼形部表面２２を調和する。加工パス４０は、好ましくは翼形部２１の先端５２を通るプロービング時に、実際の接触位置２９から外向きに形成されている。図９に示すように、次に翼形部２１は滑らかに研磨される。
本発明の好適であると考えられる例示的実施形態を本明細書に説明してきたが、本発明の他の変更が本明細書の教示から当業者には明らかであり、したがって、本発明の真の趣旨および範囲に入る全てのそのような変更は、添付の特許請求の範囲で保護されることが望まれる。したがって、以下の特許請求の範囲において定義および差別化される発明が、特許権によって保護されることが望まれる。
［実施態様１］
プログラム可能な数値制御加工システム（８）でワークピース（１８）を加工する方法であって、前記システム（８）が、加工開始点（３６）と加工終点（３８）との間に延在する所定の工具経路（３４）を含む所定の加工プログラムの指示のもと動作するように構成された数値制御手段と、コンピュータ数値制御機械（１０）によって動力供給される少なくとも１つの回転切削工具（１２）とを含む、前記方法は、
（１）相対移動中に前記回転工具（１２）で前記ワークピース（１８）をプロービングするステップと、
（２）前記加工システム（８）に載置された振動センサ（２８）からの振動信号を監視するステップと、
（３）前記監視された振動信号が、前記回転工具（１２）と前記ワークピース（１８）との間の接触を示す場合、前記ワークピース（１８）の接触位置（２９）を記録するステップと、
（４）前記記録された接触位置（２９）と、所定の工具経路（３４）の所定の加工開始点（３６）とを比較して、前記比較に基づいて、補正工具経路（３５）を計算または取得するステップであって、前記所定の工具経路（３４）は、前記加工開始点（３６）と前記加工終点（３８）との間に延在している、ステップと、
（５）前記補正工具経路（３５）に沿って前記ワークピース（１８）を加工するステップとを含む、方法。
［実施態様２］
複数のパス（４０）で前記ワークピース（１８）を加工するステップであって、ステップ（１）〜（５）が、１つまたは複数の前記パス（４０）について繰り返されるステップをさらに備えた、実施態様１に記載の方法。
［実施態様３］
前記切削工具（１２）でのプロービング時に振動センサ（２８）からの振動信号を監視しながら、前記切削工具（１２）で既知の寸法を有する較正部（６０）をプロービングすることによって機械（１０）を較正するステップをさらに備えた、実施態様２に記載の方法。
［実施態様４］
工具径、工具形状、工具と前記機械（１０）に取り付けられたワークピースガイド（３０）との間の距離の内、少なくとも１つに影響される前記較正中に、前記切削工具（１２）の工具パラメータを決定するステップをさらに備えた、実施態様３に記載の方法。
［実施態様５］
前記補正工具経路（３５）が、前記所定の工具経路（３４）の加工経路座標系（４６）への角度オフセット（４８）を含むステップをさらに備えた、実施態様１に記載の方法。
［実施態様６］
複数のパス（４０）で前記ワークピース（１８）を加工するステップであって、ステップ（１）〜（５）が、１つまたは複数の前記パス（４０）について繰り返される、ステップをさらに備えた、実施態様５に記載の方法。
［実施態様７］
前記切削工具（１２）でのプロービング時に前記振動センサ（２８）からの振動信号を監視しながら、前記切削工具（１２）で既知の寸法を有する前記較正部（６０）をプロービングすることによって前記機械（１０）を較正し、また工具径、工具形状、および前記工具（１２）と、前記機械（１０）に取り付けられたワークピースガイド（３０）との間の距離の内、少なくとも１つに影響される前記較正中に、前記切削工具（１２）の工具パラメータを決定するステップをさらに備えた、実施態様６に記載の方法。
［実施態様８］
前記ワークピース（１８）をステップ（１）の前に前記数値制御加工システム（８）の多軸マニピュレータ（１６）に取り付けるステップをさらに備え、
ステップ（１）の間、前記プロービングは、前記ワークピース（１８）を保持する前記多軸マニピュレータ（１６）を移動させ、前記回転工具と前記ワークピース（１８）との間の相対移動を提供することを含み、
ステップ（５）で、前記補正工具経路（３５）に沿って前記ワークピース（１８）を加工することは、前記ワークピース（１８）を保持する前記多軸マニピュレータ（１６）を移動させることを含む、実施態様１に記載の方法。
［実施態様９］
複数のパス（４０）で前記ワークピース（１８）を加工するステップであって、ステップ（１）〜（５）が、１つまたは複数の前記パス（４０）について繰り返される、ステップをさらに備えた、実施態様８に記載の方法。
［実施態様１０］
前記切削工具（１２）でプロービング中に前記振動センサ（２８）からの振動信号を監視しながら、既知の寸法を有する較正部（６０）を前記切削工具（１２）によってプロービングすることによって前記機械（１０）を較正し、また工具径、工具形状、および前記工具と、前記機械（１０）に取り付けられたワークピースガイド（３０）との間の距離の内、少なくとも１つに影響される前記切削工具（１２）の工具パラメータを決定するために較正部（６０）のプロービングからの結果を使用するステップをさらに備えた、実施態様９に記載の方法。
［実施態様１１］
前記補正工具経路（３５）が、前記所定の工具経路（３４）の加工経路座標系（４６）への角度オフセット（４８）を含むステップをさらに備えた、実施態様８に記載の方法。
［実施態様１２］
複数のパス（４０）で前記ワークピース（１８）を加工するステップであって、ステップ（１）〜（５）が、１つまたは複数の前記パス（４０）について繰り返される、ステップをさらに備えた、実施態様１１に記載の方法。
［実施態様１３］
前記機械（１０）は研削盤であり、前記回転工具は研削砥石（１４）であるステップをさらに備えた、実施態様８に記載の方法。
［実施態様１４］
前記補正工具経路（３５）が、前記所定の工具経路（３４）の加工経路座標系（４６）への角度オフセット（４８）を含み、また複数のパス（４０）で前記ワークピース（１８）を加工するステップであって、ステップ（１）〜（５）が、１つまたは複数の前記パス（４０）について繰り返される、ステップをさらに備えた、実施態様１３に記載の方法。
［実施態様１５］
プログラム可能な数値制御加工システム（８）を使用して翼形部（２１）の先端（５２）を補修する方法であって、前記システム（８）が、加工開始点（３６）と加工終点（３８）との間に延在する所定の工具経路（３４）を含む所定の加工プログラムの指示のもと動作するように構成された数値制御手段と、コンピュータ数値制御機械（１０）によって動力供給される研削砥石（１４）とを含む、前記方法は、
補修材料（５４）を前記翼形部（２１）の先端（５２）に加えるステップと、
過剰な補修材料（５４）を加工して除去する加工パス（４０）を作るために、前記機械（１０）によって電力供給される前記研削砥石（１４）を使用し、前記翼形部（２１）の前縁（ＬＥ）および後縁（ＴＥ）間の前記翼形部（２１）に沿って、異なる翼弦方向位置（４２）で前記翼形部（２１）の前記翼形部（２１）表面を調和するステップとを備え、
前記加工パス（４０）の少なくとも１つは、
（１）相対移動中に前記回転研削砥石（１４）で前記翼形部（２１）をプロービングするステップと、
（２）前記加工システム（８）中に載置された振動センサ（２８）からの振動信号を監視するステップと、
（３）前記監視された振動信号が、前記回転研削砥石（１４）と前記翼形部（２１）との間の接触を示している場合には、前記翼形部（２１）の接触位置（２９）を記録するステップと、
（４）前記記録された接触位置（２９）と、前記所定の工具経路（３４）の所定の加工開始点（３６）とを比較して、前記比較に基づいて、補正工具経路（３５）を計算または取得するステップであって、前記所定の工具経路（３４）は、前記加工開始点（３６）および前記加工終点（３８）の間に延在している、ステップと、
（５）前記補正工具経路（３５）に沿って前記翼形部（２１）を加工するステップとを含む、方法。
［実施態様１６］
ステップ（１）の前に、前記翼形部（２１）を含むガスタービンエンジンブレード（１９）を、前記数値制御加工システム（８）の多軸マニピュレータ（１６）に取り付け、相対移動中に前記回転研削砥石（１４）で前記翼形部（２１）をプロービングすることは、前記機械（１０）に対して前記ブレード（１９）を保持する前記多軸マニピュレータ（１６）を移動させることを含むステップをさらに備えた、実施態様１５に記載の方法。
［実施態様１７］
前記補正工具経路（３５）が、前記所定の工具経路（３４）の加工経路座標系（４６）への角度オフセット（４８）を含むステップをさらに備えた、実施態様１６に記載の方法。
［実施態様１８］
前記切削工具（１２）でのプロービング時に前記振動センサ（２８）からの振動信号を監視しながら、前記切削工具（１２）で既知の寸法を有する前記較正部（６０）をプロービングすることによって前記機械（１０）を較正し、また工具径、工具形状、および前記工具と、前記機械（１０）に取り付けられたワークピースガイド（３０）との間の距離の内、少なくとも１つに影響される前記較正中に、前記切削工具（１２）の工具パラメータを決定するステップをさらに備えた、実施態様１７に記載の方法。
［実施態様１９］
前記切削工具（１２）でのプロービング時に前記振動センサ（２８）からの前記振動信号を監視しながら、前記較正部（６０）のプロービングを用い、また工具径、工具形状、および前記工具と前記機械（１０）に取り付けられたワークピースガイド（３０）との間の距離の内、少なくとも１つに影響される前記較正部（６０）のプロービングから工具パラメータを決定するステップをさらに備えた、実施態様１８に記載の方法。
［実施態様２０］
前記加工パス（４０）を通して前記ブレード（１９）および前記翼形部（２１）を導くために前記機械（１０）に載置されたワークピースガイド（３０）を用い、前記ワークピース（１８）に対して前記研削砥石（１４）を動かすためにコンプライアンス手段（３２）を用いるステップをさらに備えた、実施態様１７に記載の方法。
８ ＣＮＣ加工システム
１０ 機械
１２ 回転切削工具
１４ 研削砥石
１６ 多軸マニピュレータ
１８ ワークピース
１９ ブレード
２０ 金属
２１ 翼形部
２２ 表面
２８ 振動センサ
２９ 接触位置
３０ ワークピースガイド
３２ コンプライアンス手段
３４ 所定の工具経路
３５ 補正工具経路
３６ 加工開始点
３８ 加工終点
４０ パス
４２ 翼弦方向位置
４６ 加工経路座標系
４７ 補正座標系
４８ 角度オフセット
５０ 基部
５２ 先端
５４ 補修材料
６０ 較正部
ＬＥ 前縁
ＴＥ 後縁
Ｃ 翼弦
Ｐ１ 第１の位置
Ｐ２ 第２の位置
Ｐ３ 第３の位置
Ｐ４ 第４の位置

Claims (11)

  1. プログラム可能な数値制御加工システム（８）でワークピース（１８）を加工する方法であって、前記システム（８）が、加工開始点（３６）と加工終点（３８）との間に延在する所定の工具経路（３４）を含む所定の加工プログラムの指示のもと動作するように構成された数値制御手段と、コンピュータ数値制御機械（１０）によって動力供給される少なくとも１つの回転切削工具（１２）とを含む、前記方法は、
    （１）相対移動中に前記回転工具（１２）で前記ワークピース（１８）をプロービングするステップと、
    （２）前記加工システム（８）に載置された振動センサ（２８）からの振動信号を監視するステップと、
    （３）前記監視された振動信号が、前記回転工具（１２）と前記ワークピース（１８）との間の接触を示す場合、前記ワークピース（１８）の接触位置（２９）を記録するステップと、
    （４）前記記録された接触位置（２９）と、所定の工具経路（３４）の所定の加工開始点（３６）とを比較して、前記比較に基づいて、補正工具経路（３５）を計算または取得するステップであって、前記所定の工具経路（３４）は、前記加工開始点（３６）と前記加工終点（３８）との間に延在している、ステップと、
    （５）前記補正工具経路（３５）に沿って前記ワークピース（１８）を加工するステップとを含む、方法。
  2. 複数のパス（４０）で前記ワークピース（１８）を加工するステップであって、ステップ（１）〜（５）が、１つまたは複数の前記パス（４０）について繰り返されるステップをさらに備えた、請求項１に記載の方法。
  3. 前記切削工具（１２）でのプロービング時に振動センサ（２８）からの振動信号を監視しながら、前記切削工具（１２）で既知の寸法を有する較正部（６０）をプロービングすることによって機械（１０）を較正するステップをさらに備えた、請求項２に記載の方法。
  4. 工具径、工具形状、工具と前記機械（１０）に取り付けられたワークピースガイド（３０）との間の距離の内、少なくとも１つに影響される前記較正中に、前記切削工具（１２）の工具パラメータを決定するステップをさらに備えた、請求項３に記載の方法。
  5. 前記補正工具経路（３５）が、前記所定の工具経路（３４）の加工経路座標系（４６）への角度オフセット（４８）を含むステップをさらに備えた、請求項１に記載の方法。
  6. 前記ワークピース（１８）をステップ（１）の前に前記数値制御加工システム（８）の多軸マニピュレータ（１６）に取り付けるステップをさらに備え、
    ステップ（１）の間、前記プロービングは、前記ワークピース（１８）を保持する前記多軸マニピュレータ（１６）を移動させ、前記回転工具（１２）と前記ワークピース（１８）との間の相対移動を提供することを含み、
    ステップ（５）で、前記補正工具経路（３５）に沿って前記ワークピース（１８）を加工することは、前記ワークピース（１８）を保持する前記多軸マニピュレータ（１６）を移動させることを含む、請求項１に記載の方法。
  7. 前記機械（１０）は研削盤であり、前記回転工具（１２）は研削砥石（１４）であるステップをさらに備えた、請求項８に記載の方法。
  8. プログラム可能な数値制御加工システム（８）を使用して翼形部（２１）の先端（５２）を補修する方法であって、前記システム（８）が、加工開始点（３６）と加工終点（３８）との間に延在する所定の工具経路（３４）を含む所定の加工プログラムの指示のもと動作するように構成された数値制御手段と、コンピュータ数値制御機械（１０）によって動力供給される研削砥石（１４）とを含む、前記方法は、
    補修材料（５４）を前記翼形部（２１）の先端（５２）に加えるステップと、
    過剰な補修材料（５４）を加工して除去する加工パス（４０）を作るために、前記機械（１０）によって電力供給される前記研削砥石（１４）を使用し、前記翼形部（２１）の前縁（ＬＥ）および後縁（ＴＥ）間の前記翼形部（２１）に沿って、異なる翼弦方向位置（４２）で前記翼形部（２１）の前記翼形部（２１）表面を調和するステップとを備え、
    前記加工パス（４０）の少なくとも１つは、
    （１）相対移動中に前記回転研削砥石（１４）で前記翼形部（２１）をプロービングするステップと、
    （２）前記加工システム（８）中に載置された振動センサ（２８）からの振動信号を監視するステップと、
    （３）前記監視された振動信号が、前記回転研削砥石（１４）と前記翼形部（２１）との間の接触を示している場合には、前記翼形部（２１）の接触位置（２９）を記録するステップと、
    （４）前記記録された接触位置（２９）と、前記所定の工具経路（３４）の所定の加工開始点（３６）とを比較して、前記比較に基づいて、補正工具経路（３５）を計算または取得するステップであって、前記所定の工具経路（３４）は、前記加工開始点（３６）および前記加工終点（３８）の間に延在している、ステップと、
    （５）前記補正工具経路（３５）に沿って前記翼形部（２１）を加工するステップとを含む、方法。
  9. ステップ（１）の前に、前記翼形部（２１）を含むガスタービンエンジンブレード（１９）を、前記数値制御加工システム（８）の多軸マニピュレータ（１６）に取り付け、相対移動中に前記回転研削砥石（１４）で前記翼形部（２１）をプロービングすることは、前記機械（１０）に対して前記ブレード（１９）を保持する前記多軸マニピュレータ（１６）を移動させることを含むステップをさらに備えた、請求項８に記載の方法。
  10. 前記補正工具経路（３５）が、前記所定の工具経路（３４）の加工経路座標系（４６）への角度オフセット（４８）を含むステップをさらに備えた、請求項９に記載の方法。
  11. 前記加工パス（４０）を通して前記ブレード（１９）および前記翼形部（２１）を導くために前記機械（１０）に載置されたワークピースガイド（３０）を用い、前記ワークピース（１８）に対して前記研削砥石（１４）を動かすためにコンプライアンス手段（３２）を用いるステップをさらに備えた、請求項１０に記載の方法。
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