JPH07299628A - 自動翼面加工装置 - Google Patents
自動翼面加工装置Info
- Publication number
- JPH07299628A JPH07299628A JP9611994A JP9611994A JPH07299628A JP H07299628 A JPH07299628 A JP H07299628A JP 9611994 A JP9611994 A JP 9611994A JP 9611994 A JP9611994 A JP 9611994A JP H07299628 A JPH07299628 A JP H07299628A
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- Japan
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- workpiece
- machining
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Abstract
(57)【要約】
【構成】搬送装置４と支持装置５と芯出し装置６を備
え、これらの装置をコントロールする制御装置を加工機
本体のＣＮＣ装置の補助コードによる指令で制御する。 【効果】薄い板状で三次元曲面形状の翼面を有するファ
ンブレードを、チャッキングから加工まで連続した自動
運転が可能となり、設備の生産性向上と省人化の効果が
ある。
え、これらの装置をコントロールする制御装置を加工機
本体のＣＮＣ装置の補助コードによる指令で制御する。 【効果】薄い板状で三次元曲面形状の翼面を有するファ
ンブレードを、チャッキングから加工まで連続した自動
運転が可能となり、設備の生産性向上と省人化の効果が
ある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は工作物の着脱から加工ま
でを自動的に連続して行うことができる加工装置に係
り、特に、被加工物が大形送風機用ファンブレード等の
三次元曲面を有する薄板状素材の翼面加工に好適な加工
装置に関する。
でを自動的に連続して行うことができる加工装置に係
り、特に、被加工物が大形送風機用ファンブレード等の
三次元曲面を有する薄板状素材の翼面加工に好適な加工
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】工作物の着脱，クランプ，加工基準の芯
出し、およびその加工を自動的に連続して行うための加
工装置は、工作物をロボット等によりマテハンを行い、
治具により位置決めクランプし加工するシステムおよび
工作物をあらかじめ供用パレット上の治具に取付け、パ
レットをスタッカークレーン等により交換し加工するシ
ステム等が挙げられる。
出し、およびその加工を自動的に連続して行うための加
工装置は、工作物をロボット等によりマテハンを行い、
治具により位置決めクランプし加工するシステムおよび
工作物をあらかじめ供用パレット上の治具に取付け、パ
レットをスタッカークレーン等により交換し加工するシ
ステム等が挙げられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし従来技術では、
次のような問題がある。
次のような問題がある。
【０００４】今回対象とする工作物のファンブレードの
形状は薄板状の翼部と取付けのためのボス部からなって
いる。この翼面には滑らかな三次元曲面形状を要求され
ているため、素材は鍛造等により大まかな形状を与えて
から切削加工により任意の形状に仕上げている。
形状は薄板状の翼部と取付けのためのボス部からなって
いる。この翼面には滑らかな三次元曲面形状を要求され
ているため、素材は鍛造等により大まかな形状を与えて
から切削加工により任意の形状に仕上げている。
【０００５】また、翼部の加工は、面によじれを持つ工
作物と加工工具であるフライスカッタとの干渉を防ぐた
め、工作物をフライスカッタと干渉しなくなる位置まで
傾けて、さらに、切削加工により生じる振動を抑えるた
めに複数の棒状の工作物支持具を加工しようとする面の
裏面に翼形状に倣うように接触させて固定する必要があ
る。
作物と加工工具であるフライスカッタとの干渉を防ぐた
め、工作物をフライスカッタと干渉しなくなる位置まで
傾けて、さらに、切削加工により生じる振動を抑えるた
めに複数の棒状の工作物支持具を加工しようとする面の
裏面に翼形状に倣うように接触させて固定する必要があ
る。
【０００６】ロボット等によりマテハンを行う加工シス
テムの場合、工作物のように薄い板状で三次元曲面形状
の翼面を有し、かつ素材重量が１００kgを超える重量物
である場合においてロボット等の把持機構の複雑化，慣
性重量超過等によりマテハンが困難である。また、被加
工物のねじれ形状が均一でないため治具による位置決め
だけでは加工基準を決定できない。
テムの場合、工作物のように薄い板状で三次元曲面形状
の翼面を有し、かつ素材重量が１００kgを超える重量物
である場合においてロボット等の把持機構の複雑化，慣
性重量超過等によりマテハンが困難である。また、被加
工物のねじれ形状が均一でないため治具による位置決め
だけでは加工基準を決定できない。
【０００７】パレット交換加工システムの場合、翼部の
干渉をさけるため任意の角度に傾ける治具と振動を抑え
るための工作物支持具を備えたパレットを複数枚用意す
る必要がある。このため加工機械本体に対して治具とパ
レットの価格が高額となってしまう。また、工作物の固
定，工作物支持具の取付け、および工作物の反転には人
の介入を必要とする。
干渉をさけるため任意の角度に傾ける治具と振動を抑え
るための工作物支持具を備えたパレットを複数枚用意す
る必要がある。このため加工機械本体に対して治具とパ
レットの価格が高額となってしまう。また、工作物の固
定，工作物支持具の取付け、および工作物の反転には人
の介入を必要とする。
【０００８】本発明の目的は、工作物の着脱，クラン
プ，加工基準の芯出し、およびその加工を自動的に連続
して行うことができる加工装置において、被加工物が薄
板状の翼形状工作物であっても連続自動運転が可能な加
工装置を提供することにある。
プ，加工基準の芯出し、およびその加工を自動的に連続
して行うことができる加工装置において、被加工物が薄
板状の翼形状工作物であっても連続自動運転が可能な加
工装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】異なるハンドを持つ搬送
装置と、工作物支持機構を持つ支持装置と、工作物を計
測し削り代を均等にする加工基準を演算するためのアル
ゴリズムを持つ芯出し装置を備え、これらの装置をコン
トロールする制御装置を加工機本体のＣＮＣ装置の補助
コードによる指令で制御することにより達成される。
装置と、工作物支持機構を持つ支持装置と、工作物を計
測し削り代を均等にする加工基準を演算するためのアル
ゴリズムを持つ芯出し装置を備え、これらの装置をコン
トロールする制御装置を加工機本体のＣＮＣ装置の補助
コードによる指令で制御することにより達成される。
【００１０】
【作用】搬送装置によりワークバッファ上にあらかじめ
セットされている薄板状の翼形状工作物の大きさの異な
る両端のボス部を把握し、搬送装置内のワークバッファ
上から加工機本体上へ搬送し、両端に被加工物をクラン
プするチャッキング機構を備えた支持装置により工作物
の両端のボス部をチャックし固定する。次にＸ軸，Ｙ
軸，Ｚ軸の３軸を計測可能な芯出し装置により工作物の
表裏両面の形状を測定し、被加工面で削り代が不足せ
ず、かつ、均等となる位置の回転オフセット量を算出す
る。支持装置は被加工物のボス中心を軸として前記回転
オフセット量分回転した後、支持機構が工作物の被加工
面の裏側面に接触するまで伸長して固定される。以上の
自動段取り後、あらかじめセットされたＮＣプログラム
と工具にて翼面の加工を行う。この一連の動作を制御す
る制御装置と加工機本体のＣＮＣ装置をＣＮＣプログラ
ム言語で動作制御される補助コードによる指令でやりと
りを行うことにより着脱から加工までを連続自動運転が
可能な自動翼面加工装置を得ることができる。
セットされている薄板状の翼形状工作物の大きさの異な
る両端のボス部を把握し、搬送装置内のワークバッファ
上から加工機本体上へ搬送し、両端に被加工物をクラン
プするチャッキング機構を備えた支持装置により工作物
の両端のボス部をチャックし固定する。次にＸ軸，Ｙ
軸，Ｚ軸の３軸を計測可能な芯出し装置により工作物の
表裏両面の形状を測定し、被加工面で削り代が不足せ
ず、かつ、均等となる位置の回転オフセット量を算出す
る。支持装置は被加工物のボス中心を軸として前記回転
オフセット量分回転した後、支持機構が工作物の被加工
面の裏側面に接触するまで伸長して固定される。以上の
自動段取り後、あらかじめセットされたＮＣプログラム
と工具にて翼面の加工を行う。この一連の動作を制御す
る制御装置と加工機本体のＣＮＣ装置をＣＮＣプログラ
ム言語で動作制御される補助コードによる指令でやりと
りを行うことにより着脱から加工までを連続自動運転が
可能な自動翼面加工装置を得ることができる。
【００１１】
【実施例】本発明の一実施例を以下に示す。図１はファ
ンブレード翼面加工装置１の全体斜視図を示したもので
ある。ファンブレード翼面加工装置１は、加工機本体
３，搬送装置４，支持装置５，芯出し装置６で構成され
ている。工作物２は搬送装置４内のワークバッファ７の
上に両端のボス部を下から支えて置かれている。
ンブレード翼面加工装置１の全体斜視図を示したもので
ある。ファンブレード翼面加工装置１は、加工機本体
３，搬送装置４，支持装置５，芯出し装置６で構成され
ている。工作物２は搬送装置４内のワークバッファ７の
上に両端のボス部を下から支えて置かれている。
【００１２】図２は搬送装置４の詳細を表し、工作物２
の大きさの異なった両端ボス部を把握するためのハンド
８は工作物２の把持機構としてリンク構造を採用し、エ
アーシリンダ９によって開閉動作を行う。さらに工作物
２の把持時には、エアーシリンダ９のストローク端を力
点からわずかに超えた位置に置くことにより容易にハン
ド８が開放しない構造になっている。
の大きさの異なった両端ボス部を把握するためのハンド
８は工作物２の把持機構としてリンク構造を採用し、エ
アーシリンダ９によって開閉動作を行う。さらに工作物
２の把持時には、エアーシリンダ９のストローク端を力
点からわずかに超えた位置に置くことにより容易にハン
ド８が開放しない構造になっている。
【００１３】図３は支持装置５の詳細を表し、ファンブ
レード素材である工作物２が取付けられている。工作物
２は両端のボス部をワークチャック１０によりチャッキ
ングされることにより支持装置５に確実に固定されてい
る。
レード素材である工作物２が取付けられている。工作物
２は両端のボス部をワークチャック１０によりチャッキ
ングされることにより支持装置５に確実に固定されてい
る。
【００１４】また、工作物２の被加工面の裏側面には、
切削加工の振動に耐えるよう十分な剛性を有した支持基
板１１がある。支持基板１１に、ばね力により伸縮し、
工作物２の形状に自動的に倣うシリンダ部と、シリンダ
部を油圧により固定するスリーブを備えた工作物支持機
構１２が複数本取付けられている。
切削加工の振動に耐えるよう十分な剛性を有した支持基
板１１がある。支持基板１１に、ばね力により伸縮し、
工作物２の形状に自動的に倣うシリンダ部と、シリンダ
部を油圧により固定するスリーブを備えた工作物支持機
構１２が複数本取付けられている。
【００１５】さらに支持基板１１とワークチャック１０
と工作物２は揺動動作を行うため任意角度割り出しや、
回転クランプ機能を備えた割り出しテーブル１３に固定
されている。
と工作物２は揺動動作を行うため任意角度割り出しや、
回転クランプ機能を備えた割り出しテーブル１３に固定
されている。
【００１６】ワークチャック１０は、工作物２の大径ボ
ス側，小径ボス側を各々固定できるよう支持基板１１の
両端に設けられている。また、小径ボス側のワークチャ
ック１０は前後へ移動可能な構造となっていて、工作物
２をワークチャック１０へ着脱する際の互いの干渉を防
いでいる。
ス側，小径ボス側を各々固定できるよう支持基板１１の
両端に設けられている。また、小径ボス側のワークチャ
ック１０は前後へ移動可能な構造となっていて、工作物
２をワークチャック１０へ着脱する際の互いの干渉を防
いでいる。
【００１７】図４は翼面の自動計測の図を表し、図５は
芯出し装置６のアルゴリズムを表す。
芯出し装置６のアルゴリズムを表す。
【００１８】工作物２は翼面がほぼ水平となる位置で両
端のボス部中心を結ぶ軸を仮の加工基準として設置され
ている。まず表面の計測点のデータを呼出し、自動計測
装置１４を用いて素材の被加工面形状を測定する。この
測定データとあらかじめ与えられている完成品形状とな
るＣＡＤデータとを比較し、現在の仮の加工基準におけ
る表面の削り代を計算する。同様の方法で裏面の削り代
を計算し、さらに表面，裏面の削り代が最小となってい
る値を選出し、工作物２の被加工面全面にわたって削り
代が過不足なく均等にとれる回転補正角が演算される。
この演算された回転補正角にずらした位置を加工基準と
する。
端のボス部中心を結ぶ軸を仮の加工基準として設置され
ている。まず表面の計測点のデータを呼出し、自動計測
装置１４を用いて素材の被加工面形状を測定する。この
測定データとあらかじめ与えられている完成品形状とな
るＣＡＤデータとを比較し、現在の仮の加工基準におけ
る表面の削り代を計算する。同様の方法で裏面の削り代
を計算し、さらに表面，裏面の削り代が最小となってい
る値を選出し、工作物２の被加工面全面にわたって削り
代が過不足なく均等にとれる回転補正角が演算される。
この演算された回転補正角にずらした位置を加工基準と
する。
【００１９】ファンブレード加工時の各装置の動作フロ
ーチャートは図５に示す通りである。
ーチャートは図５に示す通りである。
【００２０】ファンブレード翼面加工装置１の初期状態
では、工作物２は搬送装置４内のワークバッファ７上に
置かれている。加工機本体３上に設置された支持装置５
への取付け時の干渉を防ぐため支持基板１１および工作
物支持機構１２は干渉領域外へ逃がしている。
では、工作物２は搬送装置４内のワークバッファ７上に
置かれている。加工機本体３上に設置された支持装置５
への取付け時の干渉を防ぐため支持基板１１および工作
物支持機構１２は干渉領域外へ逃がしている。
【００２１】まず、工作物２を搬送装置４によりワーク
バッファ７から加工機本体３上の支持装置５の取付け位
置へ搬入する。次に支持装置５により工作物２の両端の
ボス部をワークチャック１０が閉じることで工作物２を
固定する。この後、芯出し装置６により加工基準を決定
し、支持基板１１を工作物２に近づけてから工作物支持
機構１２がばね等により工作物２の被加工面の裏側面に
接触するまで伸長し固定され、加工機本体３により加工
される。
バッファ７から加工機本体３上の支持装置５の取付け位
置へ搬入する。次に支持装置５により工作物２の両端の
ボス部をワークチャック１０が閉じることで工作物２を
固定する。この後、芯出し装置６により加工基準を決定
し、支持基板１１を工作物２に近づけてから工作物支持
機構１２がばね等により工作物２の被加工面の裏側面に
接触するまで伸長し固定され、加工機本体３により加工
される。
【００２２】片面の加工が終了したら支持基板１１およ
び工作物支持機構１２を干渉領域外へ逃がし、工作物２
は１８０°回転される。この後、再び支持基板１１およ
び工作物支持機構１２が自動的にセットされ全加工工程
が完了するまで繰り返される。
び工作物支持機構１２を干渉領域外へ逃がし、工作物２
は１８０°回転される。この後、再び支持基板１１およ
び工作物支持機構１２が自動的にセットされ全加工工程
が完了するまで繰り返される。
【００２３】すべての加工が終了した後、工作物２は加
工機上からワークバッファ７へ搬送装置４により自動的
に搬出される。
工機上からワークバッファ７へ搬送装置４により自動的
に搬出される。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、搬送装置と支持装置と
芯出し装置を備え、これらの装置をコントロールする制
御装置を加工機本体のＣＮＣ装置の補助コードによる指
令で制御することにより、薄い板状で三次元曲面形状の
翼面を有するファンブレードを、チャッキングから加工
まで連続した自動運転が可能となり、設備の生産性向上
と省人化の効果がある。
芯出し装置を備え、これらの装置をコントロールする制
御装置を加工機本体のＣＮＣ装置の補助コードによる指
令で制御することにより、薄い板状で三次元曲面形状の
翼面を有するファンブレードを、チャッキングから加工
まで連続した自動運転が可能となり、設備の生産性向上
と省人化の効果がある。
【図１】本発明による実施例の斜視図。
【図２】本発明による実施例の搬送装置の説明図。
【図３】本発明による実施例の支持装置の側面図。
【図４】本発明による実施例の翼面の自動計測の斜視
図。
図。
【図５】本発明による実施例の芯出し装置のフローチャ
ート。
ート。
【図６】本発明による実施例の動作フローチャート。
１…ファンブレード翼面加工装置、２…工作物、３…加
工機本体、４…搬送装置、５…支持装置、６…芯出し装
置、７…ワークバッファ。
工機本体、４…搬送装置、５…支持装置、６…芯出し装
置、７…ワークバッファ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 欣也 東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地 株式会社日立製作所内 (72)発明者 今久保 寿博 茨城県土浦市神立町603番地 株式会社日 立製作所土浦工場内 (72)発明者 野口 賢一 茨城県土浦市神立町603番地 日立土浦エ ンジニアリング株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】工作物の着脱，クランプ，加工基準の芯出
し、およびその加工を自動的に連続して行うことができ
る加工装置において、被加工物が薄板状の翼形状工作物
であっても連続した自動運転が可能なことを特徴とする
自動翼面加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9611994A JPH07299628A (ja) | 1994-05-10 | 1994-05-10 | 自動翼面加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9611994A JPH07299628A (ja) | 1994-05-10 | 1994-05-10 | 自動翼面加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07299628A true JPH07299628A (ja) | 1995-11-14 |
Family
ID=14156500
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9611994A Pending JPH07299628A (ja) | 1994-05-10 | 1994-05-10 | 自動翼面加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07299628A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7112017B2 (en) * | 2002-01-31 | 2006-09-26 | Alstom Technology Ltd | Method and apparatus for machining a blank from all directions |
| US7261500B2 (en) * | 2002-01-31 | 2007-08-28 | Alstom Technology Ltd | Method and apparatus for machining a blank from all directions in a machine tool or milling machine |
| CN105290475A (zh) * | 2015-11-05 | 2016-02-03 | 西安航空动力股份有限公司 | 一种钛合金风扇叶片型面铣削方法 |
| CN110497004A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-11-26 | 南通中能机械制造有限公司 | 弯扭静叶加工方法 |
| CN113210685A (zh) * | 2021-05-18 | 2021-08-06 | 国电联合动力技术(保定)有限公司 | 一种用于风电机组叶片制作时的根部打磨设备 |
| CN114919030A (zh) * | 2022-05-06 | 2022-08-19 | 新盛世机电制品(中山)有限公司 | 一种风扇叶片的加工工艺 |
-
1994
- 1994-05-10 JP JP9611994A patent/JPH07299628A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7112017B2 (en) * | 2002-01-31 | 2006-09-26 | Alstom Technology Ltd | Method and apparatus for machining a blank from all directions |
| US7261500B2 (en) * | 2002-01-31 | 2007-08-28 | Alstom Technology Ltd | Method and apparatus for machining a blank from all directions in a machine tool or milling machine |
| CN105290475A (zh) * | 2015-11-05 | 2016-02-03 | 西安航空动力股份有限公司 | 一种钛合金风扇叶片型面铣削方法 |
| CN105290475B (zh) * | 2015-11-05 | 2018-05-29 | 西安航空动力股份有限公司 | 一种钛合金风扇叶片型面铣削方法 |
| CN110497004A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-11-26 | 南通中能机械制造有限公司 | 弯扭静叶加工方法 |
| CN113210685A (zh) * | 2021-05-18 | 2021-08-06 | 国电联合动力技术(保定)有限公司 | 一种用于风电机组叶片制作时的根部打磨设备 |
| CN114919030A (zh) * | 2022-05-06 | 2022-08-19 | 新盛世机电制品(中山)有限公司 | 一种风扇叶片的加工工艺 |
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