JPH03228511A - 機械加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は特に金属の大規模機械加工の分野に関する。詳
記すれば、ドラグライン、圧力容器、及び回転環取付面
等の円形ワーク、並びにタービンハウジングの縁フラン
ジ等の非円形ワークの精密機械加工装置に関する。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕従来、
ドラグライン等の大型円形ワークの縁部を、枢着ブーム
の先端に取付けたマシンヘッドにより機械加工すること
が考えられてきた。ブームが回転することにより、加工
ヘッドはドラグラインの円形のフランジ又は端面を機械
加工する。機械加工すべき表面に対する加工ヘッドのセ
ツテイングは、ワーク表面に近接した精密計測した軌道
に沿ってブームの自由端部を案内することにより一般に
実施されている。このような配置方法は不便であり、特
にワーク表面が数メートルの直径を有する場合に軌道の
計測は困難かつ時間を消費するものである。それ自体加
工ヘッドに対して垂直に変位可能なブームに沿ってさら
に変位するように装着した加工ヘッドを使用するワーク
機械加工にも、同様の状況が当てはまる。この場合、加
工ヘッド及びブームがそれぞれ変位可能なレール又は他
の構造が水平であることは不可欠であるが、これは特に
困難かつ時間消費的事項である。従来実施可能であった
許容誤差は、今日では多くの機械加工作業において許容
できるものではない。

大型の円形ワークの機械加工に対する一提案が、米国特
許公報第３１４５６２２号に開示される。この提案では
、加工ヘッドを担持した中心枢着ブームを、その外方端
部において、加工すべきワークの端面上に支持している
。この支持は、加工ヘッドの各面上に配置したローラ組
体により為される。これらのローラ組体は、加工ヘッド
を所望の高さに維持するために、複数の流体圧作動弁に
よって高さ調節することができる。これらの弁は、加工
ヘッドに近接して配置した１個の高さセンサによってい
ずれも制御される。加工ヘッドはテンプレートに沿って
変位し、テンプレートはワークの被加工端面に水平にワ
ーク内壁に固定される。１個の高さセンサは、各ローラ
組体の高さ変動を検出かつ算定するようになっている。

〔課題を解決するための手段及び作用〕本発明によるワ
ークの機械加工装置は、支持構造に支持されたブームと
、ブームに装着した加工ステーションと、ブームが支持
構造に対して１個又は複数の支持面に係合しつつ変位可
能であるようにブーム上に離間して配置した複数の変位
手段と、前記１個又は複数の支持面に沿ってブームを変
位させる駆動手段とを具備し、前記変位手段はブームの
それぞれの部分に連結され、このブームの連結部が支持
面方向又は支持面から離れる方向に移動可能であるよう
に各々の前記変位手段を個別に調節することができ、支
持面における不整合を算定してそれにより加工ステーシ
ョンを所望の高さに維持するために基準に対するブーム
連結部の移動を検出するそれぞれのセンサによって前記
各変位手段の個別調節を制御するようにした。

円形ワークを機械加工するための本発明による機械加工
装置の一実施例において、ブームはワーク内部に支持し
た枢軸に関して回転可能であり、フライスヘッド等の加
工ステーションは枢軸から離れてブームに装着される。

有角に離間した２個の変位手段を、ブームのそれぞれの
側に連結して設ける。支持面は（必須ではないが）好都
合なことに加工すべきワークの表面である。

本発明の上記実施例によれば、ブームのそれぞれの側の
高さはセンサの制御のもとてそれぞれの変位手段によっ
て個別に調節することができる。

したがって、ブームの回転時に支持面における面変動が
１個の変位手段によって経験された場合に、変位手段が
ビームの連結側の高さを調節可能でありそれによりブー
ム及び加工ステーションをワークに対して所望の高さに
維持するように、センサの制御が実施される。１個の変
位手段の調節は、他の変位手段に連結したセンサを所望
の高さから移動させ、それにより引続き上記能の変位手
段の調節が必要となる。しかしながらこのような後追い
調節は、各センサが枢軸支持手段とそれぞれの変位手段
との間の範囲に基準高さを検出している場合に回避され
る。したがって１個の変位手段の高さは、ブームのこの
種の３点支持において他の変位手段の調節を必要とせず
に調節することができる。

円形ワークに対して使用でき、さらに直線状、伸長状、
板状及び他の加工すべき表面に対しても適用できる他の
実施例において、ブームは例えば−組のレール等の支持
構造に支持される。この支持構造は通常ワークの両面に
広がり、支持面を形成する。フライスヘッド等の加工ス
テーションは、支持構造に沿ったブームの変位方向に対
して実質的直角方向に、ブームに沿って変位できる。ブ
ームは支持構造を超えて突出可能であり、それにより加
工へ、・ドは支持構造の一例に対してワーク上で作業す
る。３個又はそれ以上の調節可能な変位手段は、各支持
構造上の少なくとも１個によって、ブームを支持構造上
に支持する。ブームのそれぞれの角部において、支持面
ごとに２個づつ４個の調節可能な変位手段を設けること
が望ましい。しかしながら３個の調節可能な変位手段で
も、前述の枢着ブームが提供すると同様の完全な個別調
節のを利性を提供することができる。

本発明は、それぞれ独立して動作可能な変位手段のうち
の１つに支持されたブームの各部分にそれぞれ対応して
複数のセンサを設けることにより、支持面を基準水平面
に対して厳密に平行になるようにしないでもワークピー
スの所望の高さの水平面を加工できるようにしている。

加工する水平面は基準面によって制御されるが、ワーク
ピースに対する加エステーション高さは上記ブームが支
持面に沿って移動するにつれて変化する。従って上記「
所望の高さの水平面」という言葉はその時々に応して解
釈しなければならないことが理解されよう。更に、上記
「水平面」という言葉は加工ヘンドが水平面の加工のみ
を行うことを示すと解釈してはならず、基準平面に平行
である必要はないが基準平面に対応する面を示すと解釈
しなければならない。

ブームの変位を計測する基準面は、例えばレーザ光源か
ら、使用する各々のセンサと交差する平面内に発信され
る精密ビームであっても良い。ビームは高い精度をもっ
てセンサに計測されるように、非常に細いものであるこ
とが望ましい。ビームの光源は、旋回ブーム式の実施例
においては旋回軸上に設置しても良いし、ワークピース
の片側に寄せて配置しても良い。ビームは所望の平面上
に拡がるようにしても良いが、細いビームで所望の平面
上を連続的に高速スィーブすることにより基準平面を形
成しても良い。また各々のセンサは一連のダイオードと
することができる。

上記以外の方法として、水平に設置した型板に係合する
変位検出器から成る複数のセンサによりブーム変位を磯
釣的に計測するようにしても良い。

上記のように基準型板を用いる方法はビーム旋回軸等の
設置場所がブームの旋回軸から離れるような旋回ブーム
弐の実施例の場合に特に適切である。旋回ブーム式の実
施例においては、ブームの旋回軸のまわりに環状の基準
面を有する型板を設け、ブームが回転すると変位検出器
が、この型板に連続的に係合するようにすれば便利であ
る。この場合、変位検出器が型板に及ぼす力は通常、非
常に小さいため、比較的軽量の、水平度の調整が容易な
型板を使用することができる。上記の型板としては、高
精度に設置した、ワークピース上に支持する形式の軌道
であっても良いが、型板はワークピースより大幅に小さ
い径の、ワークピースとは独立して支持される機械加工
した剛体リングとするのが有利である。剛体の型板は旋
回支持部と、更に好ましくは例えば独立に水平度を調節
可能な三点の支持ジヤツキと一体に形成しても良い。

また、水平度は調節用旋回アームや水準器等の他の適宜
な道具を用いて決定するようにしても良い。

ブームを支持する前記変位手段は支持面上を移動する車
輪やローラーを備えるようにしても良いが、直動軸受を
含むスライド等のような低摩擦手段も適切に使用できる
。ブームに配置された加工ステーションには金属加工用
フライスや、グラインダ、中くり盤、ハフ盤、ドリル等
の工作機械のカンタ−を装着することができる。

［実施例］ 以下に本発明の装置の２つの実施例を添付図面を参照し
て説明する。

最初に第１図から第３図を参照すると、機械加工装置１
０は、例えば、機械加工すべき表面１４を形成する上縁
又はフランジを有する、直径６メータの回転環のような
円形ワークピース１２内の位置に図示されている。

ガーダ−１６から成るスパイダーはワークピース１２内
に設けられ、装置１０の旋回支持部１８を前記円形ワー
クピース１２の中心に位置決めしている。ガーダ１６は
その外端部をワークピース内面に溶接しても良いが、第
２図に１つだけ示すようにワークピースに堅固に係合す
るように延設され、旋回支持部を中心位置に調整可能な
螺条を有するスタンドにより簡便に位置決めしても良い
。旋回支持部１８は垂直方向に延設された支柱であり、
該支柱を基準面に対してセットするための鉛錘を使用で
きるように垂直に開口１７を備えている。この旋回支柱
は前記スパイダーに堅固に固定されており、支柱を垂直
にセットするのはスパイダーの前記ガーダ−をジヤツキ
アップすることによって行われる。

上記方法以外に、旋回支柱がスパイダー若しくは旋回支
柱の他の剛体支持部に対して調節可能なような構成とし
ても良い。支柱上部には以下に説明する旋回アーム２１
　（第２図にのみ明示する）を支持するための軸受１９
が担持されている。旋回支柱１８上部は更に、加工面１
４を中心部から検査できるようにダンピーレベル若しく
は七オドライト（図示せず）を支持するようにしても良
い。

旋回支柱１８には、ブーム２０が、ブームのカラー２４
と係合する自動調心型のテーパーローラーヘアリング２
２を介して旋回可能に取付けられている。

ヘアリング２２はブーム２０の支柱１８に対するある程
度のねじれを許容するようになっているが、他の形式の
自動調心型ベアリングを使用することも可能である。

一対のアーム２６と２８がカラー２４の両側に互いに平
行に距離を置いて延設され、参照符号２７で示すプレー
スでカラー２４に堅固に固定されている。アーム２６と
２８とはねじれ剛性を向上させるため１つ又はそれ以上
のクロスビーム３０（１つのみ示す）により長さ方向全
体にわたって互いに連結されている。

ブームの端部３２には、加工面１４と係合するようにヘ
ッド３６を下方に向けて油圧駆動のフライス加工機３４
が配置されている。アーム２６と２８の端部はそれぞれ
加工面１４上を移動する車輪装置３８と４０とにより支
持されている。車輪装置３８と４０とは、それぞれアー
ム２６と２８とに、アームから横方向外側に延設された
ブラケット４２と４４により連結されている。従ってブ
ーム２０は、旋回支柱１８と、ある中心角だけ離間して
ブームの反対側に配置された２つの車輪装置３８と４０
とからなる三角形に配置された三点により支持されると
ともに、上記車輪装置の中間にフライス加工機３４が配
置された構成となっている。

ホイールユニット３８　、４０は各油圧アクチュエータ
４６　、４８を介して各ブラケット４２　、４４に夫々
取り付けられている。各油圧アクチュエータ４６　、４
８は、各ホイールユニッ）３８．４０を各ブラケットの
支持アーム４３　、４５に対して上昇させたり下降させ
たりできるようにされている。これによって、ブームの
側面の高さをワーク面１４の高さに対して上昇させたり
下降させたりすることができ、この際、各ホイールユニ
ットは常にワーク面１４上にのっている。各油圧アクチ
ュエータは独立に作動可能であり、このため、ホイール
ユニット３８　、４０がのっているワーク面１４０表面
形状が溶接ビードのようなこぶやくぼみによって変化し
ていても、ブームを望ましい高さに保持することができ
る。ワーク面に対するブームの高さのこのようなでこぼ
こをモニタすると共にアクチュエータを調整するための
制御機構は以下に説明される。

各ホイールユニット３８　、４０は整列された２つの対
のホイールを有し、各対のホイールは、夫々の軸が回転
支柱１８からの各半径上に位置するように傾いて配置さ
れる。各ホイールユニットが複数のホイールを有するこ
とによって、ワーク面１４に印をつけることを最小とす
ることができる。ブームを適当な高さに初期セツティン
グするために、ブームに対してホイールユニットの高さ
を調整するための手段を有することが好ましい。この追
加の調整は、ホイールユニットの異なる高さの連続した
孔と、各ホイールユニットを孔のうちの１つを介してア
クチュエータに連結するためのピンとを有することによ
って達成される。孔のピッチはアクチュエータのストロ
ーク以下としてもよい。油圧アクチュエータ４６　、４
８の２５園のストロークはシステムの望ましい精度に適
しているということがわかった。ブラケット４２　、４
４は長いスロットを介して各アーム２６　、２８にボル
ト締めされてもよく、スロットによってアームに対して
ブラケットの垂直方向の調整を可能とすることができる
。

スプリングマウントされ電気的に駆動される駆動ホイー
ル５０が、ワーク面１４上に乗るように回転支柱１８の
周りのブームをおきかえるように、ブームのアームから
剛体的に延びる支持アーム４７に取付けられる。この駆
動アンセンブリは第１図および第２図には示されていな
い。ホイール５０は、逆回転可能なりＣモータ５１によ
って駆動されるチェーンによって回転され、スプリング
マウントによってホイール５０をワーク面１４に接触す
ることを維持させることができる。

第２図に示されるように、ブーム２０は、フライス盤や
装置１０の他のシステムを作動するための種々の油圧装
置や制御回路のハウジング５１を支持する。ハウジング
５１は、装置の全体形状を低くするためにアーム２６と
２８の間に取付けられる。これらのハウジングは第１図
および第３図では省略されている。

剛性の円筒状環であるテンプレート５２は、回転支柱１
８の周りに同心状に延びている。テンプレートは交差０
．０１　ａｍの精密な上面５４を有する。テンプレート
は等しい角度離された３つの押上げねじ上に支持され、
これらの押上げねじのうち２つだけが略図的に５３で示
される。押上げねじは、桁１６のスパイダーからテンプ
レート５２を支持すると共に、機械ヘースからテンプレ
ートを支持している。テンプレートは装置１０の基準高
さを決定し、このため上面が望ましい向き、通常回転支
柱１８の軸に垂直であることが重要である。クロッキン
グアーム２１はこれを援助するために設けられ、回転支
柱１８の周りに回転可能である。クロッキングアーム２
Ｉは、望ましい平面からの偏差を決定するため面５４に
接触するセンシングエレメント２５を有するゲージ２３
を備えている。押上げねじ５３は偏差を補正するように
調整される。クロッキングアーム自身の高さは水準器を
使ってチエツクすることができる。

水準器はテンプレートの高さをチエツクするために使っ
てもよく、この場合にはクロッキングアーム２１を省略
することができる。テンプレートは回転支柱の軸に垂直
となるようにでき、もし、平坦でない形状がワーク面１
４に要求されているのであれば平坦でない基準面として
もよい。テンプレートが自立式でない場合には、所望の
基準高さを得るために、テンプレートを保持しかつクロ
ッキングアームに従ってセントすることのできる複数の
押上げねしを使用する。

使用に際し、正しい向きのテンプレートは、各アーム２
６　、２８に取付けられた一対の変位トランスジューサ
５６　、５８によって検出され、変位トランスジューサ
は面５４に接触するよう下方に指向されたトランスジュ
ーサエレメントを有する。各トランスジューサ５６　、
５８は、第１図において点線５７　、５９で示されるよ
うに、各ホイールユニットを通過する回転支柱１８から
の半径上に取付けられる。トランスジューサは通路中の
各分割されたブロック（図示せず）中に取付けられても
よい。通路はトランスジューサのセンシングエレメント
よりわずかに深く、このため、トランスジューサがスト
ロークアウトする前に、センシングエレメントは分割ブ
ロックでいっばいになり、過度の荷重がブロックにかか
る。各トランスジューサは分割ブロックを通るボルトを
しめることによって把持される。

分割ブロックは、間車な調整のため、および、もしブー
ム２０が落下した場合のダメージに対する保護のため、
マグネテインクベースに取付けられる。

各トランスジューサは、テンプレート面５４と、ブーム
、すなわちアーム２６　、２８の各側面の高さとの偏差
を検出する。もし偏差が検出されて、ホイールユニット
がワーク面１４上の突起に乗り上げると、対応するトラ
ンスジューサ５６　、５８は延びまたは収縮し、第４図
に示されるような電気油圧回路は各油圧アクチュエータ
４６　、４８を作動させ、ホイールユニット３８　、４
０をアームに対して上昇または下降させる。各トランス
ジューサおよびアクチュエータの電気油圧回路は独立に
作動し、トランスジューサ５６　、５８は対応するホイ
ールユニットを通過し回転支柱から延びる半径上に位置
するため、１つのホイールユニットの高さの調整はテン
プレート上の他のトランスジューサのトラッキングに影
響しない。このように、上述のようにブームの３点支持
において、１つのホイールユニットの高さ調整は、他の
ホイールユニットを通る半径によって決定される軸の周
りにブームを捩る。従って、各ホイールユニットの調整
は他から独立しており、これによってフライス盤を非常
に安定して支持することができる。この安定性は回転支
柱１８上の自己調整ベアリング２２によってさらに助長
される。

電気油圧回路の使用によって、０．０１ａｍの公差に制
御されるフライスヘッド３６の連続的な通過を伴う機械
作動の良好な制御を得ることができ、これによって、比
較的小さい半径、例えば１ｍのテンプレート５２を使用
することができる。

第４図に示されるように、電気油圧回路１２０は、各ト
ランスジューサ５６　、５８の位置を連続的に検出する
。各ホイールユニッ）　３８　、４０の最大高さ調整は
比較的低いレベル、例えば２５ｍｍに維持されることが
好ましく、これによって回路の不能状態を防止し、安定
性を確実にする。従って、装置を使用するとき、ワーク
面１４上の大きな突起を最初のバスによってスムーズに
できるという利点があり、最初のパスに低いが引き続（
。一方、ボディパテのような充填材が大きなこぶまたは
孔をスムーズにするために使用されてもよく、これによ
ってワーク面の連続する円弧間の高さの大きな変化を防
止できる。

装置ＩＯの電気油圧回路１２０は、油圧アクチュエータ
と変位トランスジューサの各ペア４６　、５６および４
８　、５８のための同様の回路１２２．１２４を有する
。

各回路１２２および１２４は、各トランスジューサに連
結されると共にコネクタ１２８を介してサーボアンプ１
３０に信号を送る発振器／復調器１２６を有する。サー
ボアンプ１３０はサーボバルブ１３２を作動させ、サー
ボバルブ１３２は、アクチュエータのダブルアクション
ピストン１３６の夫々の側からまたは夫々の側へのポン
プによる油圧流体の供給を制御する。

すでに示したように、回路１２２．１２４は独立に作動
するが、回路１２０にはポテンショメータ１３７を組込
む。ポテンショメータ１３７は、各々の変位トランスジ
ューサ５６　、５８のゼロポジション（通常位置）を相
互に変化させることができる。したがって、ポテンショ
メータを一方向に調節することにより、一方の変位トラ
ンスジューサのゼロポジションが伸展し、同時に他方の
変位トランスジューサのゼロポジションが収縮する。こ
のためブーム２０および機械ステーション３６が傾き、
精度の高い調整を行なうことができる。このように、例
えば、ワーク面１４上にクロスハツチを与えるようにカ
ッタを調整することができる。

制御回路１２０は、ブーム２０の各腕２６及び２８が所
望の位置へネジジヤツキ（図示せず）上にセットされる
ように制御回路に組み込まれる始まりの回路を有する。

変位変換器５６及び５８は、次に油圧制御ポンプ運転及
び持ち上げ位置の持ち上げ／自動スイッチ１３８で型板
５２上にセットされる。ジヤツキは、次に腕２６及び２
８を下げることを可能とするように調節される。動作は
、誤差ゲージとして働き、協同する変位変換器がそのゼ
ロ出力位置からの距離における誤差を正確に示す各電圧
計１４０に表示される。持ち上げ／自動スイッチ１３８
は、次に自動位置に動かされる。機械１０は、次に、変
換器５６及び５８が電圧計１４０に誤差無しを与えるよ
うに移動されるまで、作動装置４６及び４８と車輪ユニ
ット３８及び４０をブーム２０を持ち上げるように動か
して、機械自身を自動調節する。ネジジヤツキは、次に
要求されるように巻き上げることができる。

電気油圧回路１２０は、平削り頭部３８が止まるまで、
機械をその高さに保持することを可能とするために、小
さな油圧蓄積装置及び十分な電気容量を組み込むことに
よって力不足から免れる。制御回路の電源は、平削り頭
部を駆動するポンプの補助スイッチから得られる。

一方装置１０は、支持柱１８によって区画形成されるブ
ーム２０の回転軸と大体において垂直な平らな型板表面
５４を参照して動かされ、それは、参照物が、加工部材
にとって平ら又は平らでない、すなわち波うった形状又
は傾いた表面が適当な型板又は他の参照物のセットによ
って加工されるように形成される必要ないことは、容易
に理解される。

適当な択一的な平らな参照物は、第８〜１ｏ図の実施例
を参照して以下に述べられるようなレーザビームである
。このようなレーザビームの配置が、適当な電子光学セ
ンサで型板５２に置き換えられることは理解される。あ
るいは、支持柱１８から外れて回動するがブーム２０か
ら独立した腕は、参照物を設けることができる。あるい
は、各作動装置と協同する電位は、参照物として使用さ
れることができる。

電気油圧回路１２０は、車輪ユニツトを調節するために
表示され、あるいは車輪ユニットの調節の制御は、全て
電気であり、たとえばＤＣステンブモータを介して行な
われる。

その上、装置１０の加工頭部３８は、円形の加工部材の
下側を加工するために上方向に向けられることができる
。あるいは、加工頭部は、円形の加工部材の内壁を加工
するように配置されることができる。装置は、垂直でな
い、たとえば水平又は傾斜軸線回りに回動するように配
置されることができ、装置１０の記述がそのように解釈
される。

さらなる実施例において、装置１０は、機械が取付けら
れる移動可能な又は不動の床を土台として使用され、そ
の場所では車輪ユニツトが加工表面よりむしろ軌道に当
接する。支持柱１８と型板５２は、軌道の中心に取付け
られる。もし必要ならば、機械は次に、実際の高さに軌
道を削ることは可能であるが、これは必要ないであろう
。加工されるかなり大きな物は、機械上の台に設置され
ることができる。台は、調節可能な機械の振れ範囲の外
側に設置される。機械への取付けは、平削り、穴あけ、
差し込み加工、及び穴あけのような異なる加工の機能を
可能とする。支持台が、加工部署を担持するためにブー
ム上に取付けられ、それで加工部材の持ち上げられた表
面を加工することが可能となる。角度は、支持柱１８上
に取付けられた経緯儀を使用してセットされることがで
きる。

第５及び６図を参照して、駆動ユニット６０は、第３図
に示した駆動車５０と置き換えられることがわかる。駆
動ユニット６０もまた、駆動ユニツトの駆動軸６４に取
付けられたスプロケット６２と噛み合うチェーン４つ（
第３図に見られる）を有する反転可能なりＣモータ５１
のような手段によって間接的に駆動される。駆動軸６４
は、対向して並ぶベアリング６８によって駆動ユニツト
の箱形フレーム６６に関して回転するように取付けられ
る。駆動滑車７０は、箱形フレーム６６内の駆動軸６４
と共に回転するように取付けられる。箱形フレーム６６
は、駆動軸６４が貫通する一対の間をあけて配置された
板６６ａ及び６６ｂと、間をあけて配置された板を橋渡
しする横断部材６７と、上板６９とを具備する。

−組の三つの遊び車７２もまた、駆動軸６４と平行に間
をあけて配置された軸回りに箱形フレーム６６に関して
回転するように取付けられる。遊び車７２は、箱形フレ
ーム６６の下側に突き出し、可撓駆動ベルト７４が遊び
車７２と駆動滑車７０の回りに延在する。遊び車７２の
間を延在するベルト７４の下側７６は、平らであり、加
工表面１４　（第３図に見られる）と係合するための駆
動表面を区画形成する。第５及び６図を比較してわかる
ように、駆動ベルト７４は、よじれを減少することを意
図して下側７６の長さと比較して比較的狭くなっている
。

ベルト７４は、たとえばＤＣモータ５１によって述べら
れた配置により明確に駆動されるが、ある状態のもとで
は、加工の作用又は他の工具３６又は加工表面１４の形
状は、ブーム２０及びそれによる駆動ユニット６０が駆
動装置に対して後方向に移動することを生じる傾向があ
り、その結果として好ましくないモータに対する駆動ベ
ルト及び駆動滑車７０の反転を生じる。こうならないた
めに、反転しない機構が、駆動ユニット６０に組み入れ
られる。

反転しない機構は、駆動軸と共に回転するスプロケット
６２と反対側の駆動軸６４端部に取付けられた歯車７８
と、箱形フレーム６６に関して固定された支持板８８か
ら各軸８４及び８６回りに回動する一対のつめアーム８
０及び８２（明らかなために第６図からは省略されてい
る）とを具備する。各つめアーム８０　、８２は、歯車
７８に適合するラック９０を有する。

つめアーム８０及び８２は、歯車７８と手動で噛み合い
また外れることが可能なように、支持板８Ｂから回動可
能に取付けられる。各つめアームは、歯車７８と噛み合
い又は外れることを維持されるように中心で釣り合い、
又はスプリングで付勢される。

第１につめアーム８０に注目して、もしこれが歯車７８
と噛み合うように回動すれば、歯車、その結果駆動軸６
４、駆動滑車７０、遊び車７２、及び駆動ベルト７４を
反時計回りの方向（第５図で見て）へ回転することを可
能とする。もしブーム２０とその結果駆動ベルト７４に
、明らかに駆動モータ５１が反転しないでその方向に反
転することが生じれば、つめアーム８０はこのような反
転を防止するために歯車７８と自動的に噛み合う。一方
、ベルト７４の反時計方向の移動（第５図において）を
与えることが必要とされる時は、つめアーム８２は歯車
７８と噛み合わないように維持される。同様に、もし駆
動モータ５１により駆動ベルトの時計方向の移動を与え
ることが必要ならば、つめアーム８２は歯車７８と噛み
合う位置へ動かされ、つめアーム８０は、好ましくない
反時計方向の駆動力に対向するために歯車７８との噛み
合いから外れるように動かされる。

駆動ユニット６０は、第７図に示すようにスプリング付
勢の支持部材９２によってブーム２０上に取付けられる
。支持部材９２は、Ｌ形支持台９４を具備し、支持台の
直立の足部９６が、ブーム２０に固定され、支持台の下
側足部９８が、筒状収納部１００を支持する。支持台９
４の下側足部９８は、支持ロッドと同軸の収納部１００
から突き出る支持ロッド１０４が摺動可能に取付けられ
たブツシュ１０２を担持する。支持ロッド１０４の突き
出た部分は、駆動ユニット６０の箱形フレーム６６の上
板６９上の取付台１０８によって担持された対応するブ
ツシュ１０６に取付けられる。支持ロッド１０４は、加
工表面１４と当接するベルトの下部７６を保持するよう
に螺旋スプリング１１０によって収納部から外方向に付
勢されている。

スプリング１１０の一端部は、ロッド１０４・の止め部
材１１２と当接し、一方他端部は、筒状収納部１００の
キャップ１１８と螺合するようにネジが切られたボルト
１１６によって支持されるヨーク１１４と当接する。ポ
ルト１１６の調節は、負荷のもとでスプリング１１０の
圧縮力を増加又は減少させることに使用される。

第８図乃至第１０図を参照すると、装置１５０は、サイ
ドビーム１５４の隣接端部間に延びる平行エンドビーム
１５６及び平行に離隔されたサイドビーム１５４によっ
て形成されるフレーム１５２内で（図示しない）工作物
を機械加工することができる。エンドビーム１５６は、
サイドビームを確実に位置決めするが、もしサイドビー
ムが他の適当な手段によって適切に取着されるならば省
略され得る。

サイドビーム１５４は補強された■ビームから成り、各
々はその上部フランジ１６０上に各自のレール１５８を
支持する。サイドビーム１５４に剛性取着されるレール
１５８は相互に平行に延び且つその上にブーム１６２を
移動自在に支持する。ブーム１６２は、その各コーナー
において４つのリニアベアリング１６４によってレール
１５８上に移動自在に支持されている。リニアベアリン
グ１６４は、レールの横移動に対してブームを確実に位
置させるために、第１０図に明瞭に示す如くレール１５
８を密着して被包する。リニアベアリング１６４は、ホ
イール又はローラ組立体のような他の低摩擦移動ユニッ
トによって置換され得るが、それらはブームの最適な確
実な位置決めを提供するものに限られよう。

１つのレール１５８についてのそれぞれの対のリニアベ
アリング１６４は、ブームの２つの長手方向フローティ
ングビーム１６６の一方の各端部に取着されている。２
つのビーム１６６は、長手方向に離隔される■ビーム１
６８によって橋絡され、■ビーム１６８は、レール１５
８に垂直に且つそれらが溶着されるフローティングビー
ム１６６に垂直に延びるブーム１６２の平行アームを形
成する。

ブームの各アーム１６８は、その下面に溶着又はボルト
締結された箱形ガーダ１７０を有し、この箱形ガーダ１
７０は、機械フレーム１５２のサイドビーム１５４の間
において剛性を有してそこから垂下している。箱形ガー
ダ１７０は相互に平行に延び、各前面にはそれぞれ側方
に延びるリニアレール１７２がボルト締結されている。

リニアレール１７２はレール１７２に係合する対向リニ
アベアリング１７６によって、機械加工キャリッジ１７
４を支持する。機械加工キャリッジ１７４はミーリング
ヘッドのような垂下ヘッド１８０を具えた機械加工ステ
ーション１７８を支持する。

代わりに、ヘッド１８０は頭上的な工作物を機械加工す
るためにステーション１７８から上方に突出することが
できる。

機械加工ヘッド１８０は、ベース上に取着されたタービ
ンハウジングの一部の縁部面のような、フレーム１５２
内に配置された工作物を機械加工することができる。ま
た、機械加工ヘッドは、レール１５８に沿うブーム１６
２の移動により、及び／又は、垂直に延びるリニアレー
ル１７２に沿う機械加工キャリッジ１７４の移動により
、フレーム内の領域の上に来るように配置され得る。レ
ール１５８に沿うブームの移動は、レール１５８に平行
に延びる各ラック１８２と係合するばね偏倚されたビニ
オン（図示せず）を駆動するフローティングビーム上に
取着された対向モータ（図示せず）によって為され得る
。駆動構造は、ホイール又はローラ５０がビニオンに置
き換えられそれは各ラック１８２のために少なくとも２
つ設けられる、ということを除き、第３図を参照して詳
説され得る。機械加工キャリッジ１７４のために同様な
構造が設けられ得る。或いは、キャリッジ１７４は、各
側部レール１７２と関係する電気モータ／チェーン駆動
ユニント（図示せず）によって移動され得る。

機械加工ヘッド１８０で精密に機械加工するために、ブ
ーム１６２及び機械加工キャリッジ１７４は共ニ各レー
ルに沿つ移動の際に一定のレベルに（又は所定平面内に
）保持される、ということが重要である。レール１７２
は各箱形ガーダ１７０の垂直面にボルト締結され、レー
ルの調整は、締結ボルト（図示せず）を緩めること、例
えば水準器によって所定レベルになるように決定される
までレールを調整すること、及びボルトを再度締め付け
ること、により為され得る。従って、機械加工キャリッ
ジ１７４がリニアレール１７２に沿って位置するように
レベル保持されるのを確実にすることは、比較的に正直
なことである。しかしながら、長手方向レール１５８は
サイドビーム１５４のフランジ１６０の上面上に取着さ
れている。それらが所定レベルにあるのを確実にするこ
とは、特にフレーム１５２が申し分のない高さまで構築
されるのを必要とするので、掻めて困難である。この困
難を解決するため、レール１５８に係合する各リニアベ
アリング１６４は、フローティングビーム１６６の関係
端部に取着された各水力学的アクチュエータ１８４によ
って独立的に垂直方向に移動自在に支持される。水力学
的アクチュエータ及び各アクチュエータの電気水力学的
な制御回路機構は第４図（この実施態様においては４つ
の回路が設けられている）に関連して記載されたのと実
質的に同一であり、従って、所望のレベル又は平面を決
定するためのセンサ１８６に関するものを除き、それは
以下記載されない。センサ１８６はピアノ線又は頭上式
テンプレートのような他の機械的レベル決定手段を読み
取ることができるが、第８図に示す如く、センサ１８６
はフレーム１５２の一隅に近接配置されたレーザ源装置
１８８によって発生される平面的レーザ光線を読み取る
ように適合されている。適当なレーザ源装置は、ビクト
リア州のメルボルンのモノクロマチインクエンジニアリ
ンク（ＭｏｎｏｃｈｒｏｍａｔｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉ
ｎｇ）から入手でき、それは所定平面内において制限さ
れた直径の光線を発生する。光線は、基準レベルの連続
的な検出を効果的に提供するために、フレー１５２上方
の検出領域を連続的に一巡する。センサは、高精度のレ
ベル認定を保証するように光線を読む。各センサ１８６
は、レーザ光線を理解でき且つ対応する電気信号を発生
できる部分的重複したダイオードのアレイを有する。ダ
イオードアレイは、ゼロ応答を発するように配置された
中央ダイオードと共に参照平面に対して僅かに傾斜され
且つ細長い。中央ダイオードからの上方又は下方への距
離を増加させると、ダイオードは規準からの増加誤差を
示すように強い反応を発する。端部ダイオードは、各セ
ンサの範囲を広げるために配置することができる。

各ダイオードアレイからの反応信号は、関係するリニア
ベアリング１６４を延長するか又は引っ込めるためにセ
ンサ／アクチュエータの電気水力学的回路機構を駆動し
、これによりレール１５８のしベルにおける不一致を考
慮するようにブーム１６２の上記隅部は上昇又は下降す
る。

装置１０に関して記載された多くの特徴及び選択は、当
業者にとって明らかな適切な修正により装置１５０に応
用自在であり、装置１５０の記載はそれに応じて読まれ
るべきである。

当業者は、記載された発明がそれとは違う変更及び修正
を許容し得るということを認めるであろう。その精神及
び目的から逸脱しないそのような変更及び修正を総て本
発明は包含するということが理解されるべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の部分千面略示図、第２
図は第１図の実施例の側面略示図、第３図は第１図の実
施例の端面略示図、第４図は第１図から第３図の実施例
の電気油圧回路図、第５図は駆動装置の改変例の正面図
、第６図は第５図のＶｌ−ＶＴ線による断面図、第７図
は第５図と第６図の駆動装置のばね付勢式取付部の断面
図、第８図は本発明の第２の実施例の平面図、第９図は
第８図のＩＸ−ＩＸ線による断面図、第１０図は第８図
のＸ−Ｘ線による断面図である。 １０・・・機械加工装置、　　１２・・・ワークピース
、１４・・・加工面　　　　　　１６・・・ガーダ−１
８・・・旋回支柱、　　　　２０・・・ブーム、２２・
・・軸受、　　　　　　２６　、２８・・・アーム、３
４・・・加工機、　　　　　３６・・・ヘッド３８　、
４０・・・車輪装置、　　４２　、４４・・・ブラケッ
ト、４６　、４８・・・油圧アクチュエータ、５０・・
・駆動ホイール、　　５２・・・テンプレート、５６　
、５８・・・変位変換器、１２０・・・電気油圧回路、
１２６・・・発振器／復調器。 Ｆ２Ｏ。 ７ 手 続 補 （方式） ％式％ 事件の表示 機械加工装置 ３、補正をする者 事件との関係 ３．２．１５ Ｘへ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、支持構造上に支持されるブームと、該ブームに取着
   した加工ステーションと、該ブームが該支持構造に対し
   て１個又は複数の支持面に係合しつつ変位可能であるよ
   うに該ブーム上に離間して配置した複数の変位手段と、
   １個又は複数の該支持面に沿って該ブームを変位させる
   駆動手段とを具備し、前記変位手段は前記ブームのそれ
   ぞれの部分に連結され、該ブームの連結部が前記支持面
   の方向又は該支持面から離れる方向に移動可能であるよ
   うに各々の前記変位手段を個別に調節することができ、
   前記支持面における不整合を算定してそれにより前記加
   工ステーションを所望の高さに維持するために基準に対
   する前記ブーム連結部の移動を検出するそれぞれのセン
   サによって前記各変位手段の個別調節を制御するように
   したワークの機械加工装置。 ２、前記支持構造は枢軸を備え、前記ブームは該枢軸に
   関して回転可能であり、前記加工ステーションは該枢軸
   と離間してブームに取着され、有角に離間した２個の変
   位手段を前記ブームのそれぞれの側に各々連結して設け
   た請求項１記載の装置。 ３、前記センサ群を前記枢軸と前記連結した変位手段と
   の間に広がるそれぞれの区域に設置する請求項２記載の
   装置。 ４、前記加工ステーションを２個の前記変位手段の間に
   均等に角度を有して配置する請求項２又は３記載の装置
   。 ５、前記ブームを自己調整式軸受によって前記枢軸上に
   支持する請求項２〜４のいずれか一つに記載の装置。 ６、前記変位手段は、前記ブームの枢軸から半径沿いに
   延びる回転軸を備えたホイール又はローラを具備する請
   求項２〜５のいずれか一つに記載の装置。 ７、前記ブームの各側に連結した変位手段は有角に離間
   した２対のホイールを具備する請求項２〜６のいずれか
   一つに記載の装置。 ８、前記支持面に沿った前記ブームの変位方向の意図し
   ない反転を防ぐ手段を設けた請求項２〜７のいずれか一
   つに記載の装置。 ９、前記反転防止手段が歯止め組体を備える請求項８記
   載の装置。 １０、前記駆動手段は、前記支持面に接触する幅より長
   さの大きな走路を備えた駆動ベルトを具備する請求項２
   〜９のいずれか一つに記載の装置。 １１、前記基準は前記枢軸の周囲に堅固な環形状で伸展
   する環状テンプレートを備え、前記センサは該環の基準
   面に係合する変位変換器を備える請求項２〜１０のいず
   れか一つに記載の装置。 １２、前記テンプレートを前記枢軸によって堅固に支持
   する請求項１１記載の装置。 １３、前記テンプレートを独立式起重組体によって支持
   する請求項１１記載の装置。 １４、前記テンプレートは前記枢軸から前記加工ステー
   ションまでの間隔より実質的に小さい半径を有する請求
   項１１〜１３のいずれか一つに記載の装置。 １５、前記テンプレートの基準面の高さ調節を容易にす
   るために、前記枢軸上に計測アームを回転可能に支持す
   る請求項１１〜１４のいずれか一つに記載の装置。 １６、前記支持構造を形成する２個の離間した支持面に
   沿って変位するように前記ブームを支持し、前記加工ス
   テーションが前記ブームの変位方向に対して実質的直角
   方向に該ブームに沿って変位可能であり、３個又はそれ
   以上の調節自在な変位手段が少くともそのうち１個を前
   記支持面に係合させて前記ブームを前記支持構造上に支
   持する請求項１記載の装置。 １７、各支持面にそれぞれ２個の変位手段が係合するよ
   うに、前記ブームのそれぞれの角部に４個の調節自在な
   変位手段を設ける請求項１６記載の装置。 １８、前記ブームの対向する直立面に沿って変位するよ
   うに前記加工ステーションを支持し、該ブームに対する
   該加工ステーションの高さを選択的に手動調節できる請
   求項１６又は１７記載の装置。 １９、前記加工ステーションを前記ブームに沿って変位
   するように直動軸受によって支持する請求項１６〜１８
   のいずれか一つに記載の装置。 ２０、前記調節自在な変位手段が直動軸受を具備する請
   求項１６〜１９のいずれか一つに記載の装置。 ２１、前記基準を機械式高さ調節手段によって形成し、
   前記センサ群が変位変換器を備える請求項１６〜２０の
   いずれか一つに記載の装置。 ２２、前記センサの各々が電気水準器を具備する請求項
   １〜１１及び１６〜２０のいずれか一つに記載の装置。 ２３、前記基準は平面に放出されるエネルギーの精密ビ
   ームを具備し、前記センサ群が該ビームの平面に対する
   センサの移動を検出する請求項１〜１１及び１６〜２０
   のいずれか一つに記載の装置。 ２４、前記ビームはレーザ発生源によって放出されるよ
   うになっている請求項２３記載の装置。 ２５、前記センサ群により検出された移動に従って前記
   変位手段の調節を制御する電気回路構成部材は、加工ス
   テーションを上下動させるために１つの変位手段を他の
   変位手段に対して選択的に調節する電位差計手段を具備
   する請求項１〜２４のいずれか一つに記載の装置。