JPS5969260A - タ−ビンブレ−ド自動研摩装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明はタービンブレードの自動研摩装置に関するもの
である。

〔従来技術〕

タービンブレードの研摩は、カッタによって粗仕上げし
た面を平滑ならしめるために行なわれるが、粗仕上のカ
ッタマークの方向と研摩方向との関係について技術的制
約を受ける。

絹１図及び第２図はカッタマークの方向を表わした説明
図で、第１図はサーキュラ−ミリングにおけるカッタマ
ークの形状及び方向を示し、第２図はスイープミリング
におけるカッタマークの形状及び方向を示している。両
図とも、仮想線は仕上げ形状を表わしておシ、ハツチン
グを付した部分は仕上代である。両図はカッタマークを
明瞭に示すために凹凸を拡大して描いである。

第３図は前述のサーキュラ−ミリングを施したタービン
ブレードを従来形の研摩装置で研摩している状態の１例
を示し、１０は被加工物、１１はカッタ切削面、１３は
最終仕上面である。この例ではベルト研摩装置を用いて
おり、２０はコンタクトホイール、２１はモータプーリ
、２２はアイドラブー１ハ　２５は研摩ベルトである。

第４図は上記の研摩状態を側方から見たところを描いた
もので、１２はカッタマークの機紐である。このような
状態で、カッタ切削面１１と最終仕上面１３とが相似形
でアシ、コンタクトホイール２０及び研摩ベルト２５を
矢印人のごとく機紐１２とほぼ直角方向に送る場合は自
己倣い研摩によって精度よく仕上げることができる。

しかし、上述の研摩装置を用いて第５図のようにスイー
プミリングを施した切削面を研摩すると最終仕上面１３
と一致するように自己倣い研摩することが困難である。

その理由は、第６図に示すごとく、多数のカッタマーク
嶺線１２の最終仕上面１３に対する＾さ寸法ｈｌ　ｒ　
Ｊ　＋　ｈｌが必ずしも一定でないからである。その上
、コンタクトホイール２０がカッタ切削面の６１４に入
ったとき谷部のみが研摩されてピーク部が研摩されない
という不具合もある。このため、従来、上記第５図のよ
うにスイープミリング切削面を研摩する際には予め手作
業によυカッタマークのスムージングを行なう必要があ
り、多大の労力を要するのみでなく高庇の熟練を必要と
し、製造コスト上昇の要因金なしている。

〔発明の目的〕

本発明は上述の事情に鑑みて為され、例えばスイープミ
リング切削を施したタービンブレード素材のごとく、翼
長方向に平行なカッターマークを有する被加工物を高精
度、高能率で自動的に研摩し得る装置ｔ−提供すること
を目的とする。

〔発明の概要〕

次に、本発明の原理を第７図及び第８図を参照しつつ説
明する。第７図に計いて１９は被加工物を研摩するため
に支承した場合の回転軸てあシ、１２はカッタマークの
機紐、１７１Ｊ：谷線である。

第８図は横断面の一部を拡大した図である。

ブレードのねじれ、ブレードの断面形状の変化などの影
響によシ、各機ｌｌ１１２の高さｈｌ　＋　ｈｌ　＋ｈ
３は不揃いであるが、最終仕上面１３に対する谷線１７
の高さＨははｔ丁均−であシ、従って溝底面１５は最終
仕上面１３に対して相似形をなしている。又、谷線１７
はブレードの回転中心線１９に対して通常、長手方向に
ずれを生じない。

以上のようなスイープミリング粗仕上面の特性に着目し
、第９図に示すようにコンタクトホイール２０の軸心Ｂ
を伝線１２と直角方向とし、矢印Ａのように機紐に沿っ
てその上を送ると、カッタホイールがカッタマークの溝
内に入シこまずに効率よく研摩できる。

上記の原理に基づいて前述の目的を達成するため、本発
明のタービンブレード自動研摩装置は、接触圧調節手段
を備えた研摩ヘッド、並びに回転手段と送シ手段とを備
えた被加工物支承テーブルよシなる自動研摩装置におい
て、研摩ヘッドに被加工面の傾きを検出するギャップセ
ンサを設けてその出力信号に基づいて被加工物支承テー
ブルの回転手段を制御し、かつ、研摩ヘッドに研摩接触
圧検出器を設けてその出力信号に基づいて研摩接触圧を
制御するように構成したことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

次に、本発明の一実施例を第１０図乃至第１２図につい
て説明する。

第１０図は本実施例のタービンブレード自動研摩装置の
概要的な構成を示す正面図である。５゜は研摩ヘッドで
、モータプーリ２１．コンタクトホイール２０および研
摩ベルト２５を備えている。

６１は研摩接触圧力のｉ！１４整シリフシリンダは研摩
ヘッドのベルト幅方向の送９手段、３７はベルト幅方向
送シ用のモータである。一方、５２は被加工物の回転手
段で、３４は回転用のモータ、５３はテーブルである。

上記のテーブル５３はテーブル送υ手段５４によシペノ
ド５５上を矢印Ｃ１σ力向に送られる構造である。

３２は自動制御装置で、研摩接触圧力調整シリンダ６１
、研摩ヘッドの送シモータ３７、および被加工物回転用
モータ３４の作動を制御している。

上記の制御は、第１１図及び第１２図について後に詳述
するように、コンタクトホイール２０に隣接して設置し
たギャップセンサ３０の信号出力と、コンタクトホイー
ル２０内に埋設した接触圧検出器３１の信号出力と、接
触圧設定装置３３の指容信号とに基づいて行なわれるよ
うに構成しである。

第１１図は上述の実施例の制御系統図である。

コンタクトホイール２０の回転軸（中心線で示す）２０
ａの両端付近に１対のギャップセンサ３０を設け、溝底
面１５までの距離を検出してその出力信号を自動制御装
置３２に入力させる。

自動制御装置３２は上記の出力信号に基づいて１対のギ
ャップセンサ３０の出力が等しくなるように被加工物支
承手段の回転用モータ３４ｆ：作動させる。これによシ
、溝底面１５がコンタクトホイール２００回転軸２０ａ
に対して平行になり、従って最終仕上面１３も回転軸２
０ａに平行となる。このため高精度の自己倣い研摩が可
能となる。

また、本実施例においては、コンタクトホイール２０の
幅方向の中央部に１対の接触圧検出器３１を埋設し、そ
の出力信号を自動制御装置３２に入力させる。自動制御
装［３２は１対の接触圧検出器の出力信号が等しくなる
ように研摩ヘッド送シモータ３７を作動させる。これに
よシコンタクトホイール２０の幅方向の中央が被加工物
のカッタマークの像線１２に正対するように自動制御さ
れ、正確な自己倣い研摩作動を自動的に行うことが容易
になる。

第１２図は上記の実施例における制御作動の詳細な説明
図で、自動制御装＠３２の構成の詳細も示しである。即
ち、自動詞仰装＠、３２はギャップ差演算回路７１と、
圧力差演算回路７２と、平均圧力算出回路７３と、比較
回路７４と符号変換器７５とよシなシ、接触圧検出器［
３３を付設してるる。１対のギャップセンサ３０を説明
の便宜上図示のごとくそれぞれＨＡ、ＨＢと名付け、そ
の出力信号をギャップ差演算回路７１に入力せしめ、双
方の信号出力差ＨＡ、ＨＢｉ演算せしめる。

図示のＤは被制御機器部分である。３４は既述の被加工
物回転モータ、３７は既述の研摩ヘッドの研摩幅方向送
シモータでるる。７６は研摩ヘッドの上下動案内リンク
、６１は既述の接触圧調節シリンダ、３６は上記シリン
ダの油圧調整バルブである。

ギヤツブ差影算回路７１の演算結果に基づき、ＨＡ−Ｈ
Ｂの値を０ならしめるように被加工物回転モータ３４を
制御するように構成する。

また、前述の１対の接触圧検出器３１を、説明の便宜上
図示のごと（Ａ、Ｂと名付ける。これらの出力信号は圧
力差演算回路７２および平均圧力算出回路７３とに入力
せしめる。

圧力差演算回路７２は圧力差を０ならしめるように送り
モータ３７を作動させ、送りネジ３７ａを介して研摩ヘ
ッドを研摩幅方向に送シ、コンタクトホイール２０′ｔ
−カッタマークの機紐上に位置せしめるように自動制御
１１１する。

本実施例のように、タービンブレード自動研摩装置の研
摩ヘッドを、研摩幅方向に移動せしめる送シ手段を備え
たものとし、かつ、前記の接触圧検出器を研摩幅方向に
複数個設置してその検出信号に基づいて研摩ヘッドの幅
方向送シ手段を制御して、被加工物の粗上げカッタマー
クの像線と研摩幅の中央とを自動的に一致せしめ得るよ
うに構成すると、該研摩ヘッドが自動的にカッタマーク
の像線に沿って研摩を行なうので、高能率の自動操作が
可能となる。

また、平均圧力算出回路７３は１対の接触圧検出器３１
の出力信号の平均値を算出して比較回路７４に出力し、
この比較回路は上記の算出値と接触圧設定装置３３に予
め与えられた値とを比較して、その差が０となるように
接触圧関節シリンダ６１の圧力制御弁３６を制ψ（１す
る。これにより、研摩ヘッドの研摩接触圧力は予め設定
された値を保つよう自動的に制御される。

第１３図は本実施例のコンタクトホイール２゜の拡大Ｗ
ｒ面図である。

コンタクトホイール２ｏの両端伺近の外周面に輪状の溝
２０ａｆ形成してゴム製の円筒４１゜４１′をそれぞれ
外嵌し、円筒の両端部をコンタクトホイール２０の本体
部分に気密に嵌着すると共に、上記コンタクトホイール
２ｏとゴム製円筒４１．４１’それぞれとの尚接面に連
通する油孔４０．４０’を穿つ。

本実施例のゴム製円筒４１は、適宜のテーバを付しであ
る。本発明における円筒状部材とは、本例のごとく円錐
面を含む意である。また、鼓状であってもよい。

第１３図に示すゴム製円筒４１の内周部に連通ずる油孔
４０に別設の圧力を加えないときは、該ゴム製円筒４１
の外周面は円錐面をなしている。

また、ゴム製円筒４１′の内周面に連通ずる油孔４０に
圧力油Ｐを注入すると、該ゴム製円筒４１′の外周面が
外側に向がって膨出する。

両刀の油孔４０．４０’に圧力を加えないときは、コン
タクトホイール２０の全体的外周面は仮想線Ｅのごとく
太鼓胴状に凸面をなすので、第１４図に示すごとくター
ビンブレードの凹面部分を研摩するのに好適な形状とな
る。

また、両方の油孔４０．４０’に圧力油若しくは圧縮空
気を供給すると、ゴム製円筒４１　、４１’の外周が膨
らみ、コンタクトホイール２０の全体的外周面は仮想＃
Ｆのととく鼓胴状に凹面をなすので第１５図に示すごと
くタービンブレードの凸面部分を研摩するのに好適であ
る。

本実施例のように、研摩ヘッドをベルト研摩装置によっ
て構成し、かつ、コンタクトホイールの外周部を柔軟な
円筒状、乃至円錐状、若しくはこれに類似する形状の部
材で構成し、この部拐の内周面に流体圧力を連通させる
手段を設けると、被研摩面の形状に応じてコンタクトホ
イール外周面形状を変化させることができるので、変化
のある曲面を研摩するのに好適である。

〔発明の効果〕

以上説明した如く、本発明のタービンブレード自動研摩
装置は、研摩ヘッドに被加工面の傾きを検出するギャッ
プセンサを設けてその出力信号に基づいて被加工物支承
テーブルの回転手段を制御し、かつ、研摩ヘッドに研摩
接触圧伏吊器を設けてその出力信号に基づいて研摩接触
圧を制御するように構成するととによυ、諷長方向に平
行なカッタマークを有する被加工物ヲ高祠匿かつ高能率
で自動的に研摩することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はサーキュラエミリング加工を施したタービンブ
レード累月のカッタマークの説明図、第２図はスイープ
ミリング加工を施したタービンブレーパ累月のカッタマ
ークの説明図、第３図は従来形タービンブレード研摩装
置による研摩作業状態を説明するだめの正面図、第４図
は同じく側面図である。第５図及び第６図は従来形ター
ビンブレード研摩装置の不具合の説明図、第７図乃至第
９図は本発明のタービンブレード自動研摩装置の原理的
説明図である。第１０図乃至第１２図は本発明のタービ
ンブレード自動研摩装置の一実施例を示し、第１０図は
概狭的な正面図、第１１図は制御系統の概要図、第１２
図は制御系統の絆細図である。第１３図は上記と異なる
実施ｆｉｌにおけるコンタクトホイールの断面図、第１
４図及び第１５図は上記コンタクトホイールの作動説明
図でおる。 １０・・・被加工物、１１・・・カッタ切削面、１２・
・・カッタマークの像線、１３・・・最終仕上面、１４
・・・切削曲溝、１５・・・間溝底面、１７・・・同谷
線、２０・・・コンタクトホイール、２１・・・モータ
ープーリ、２５・・・研摩ベルト、３０・・・ギャップ
センサ、３１・・・接触圧検出器、３２・・・自動制御
装置、３３・・・接触圧設定装置、３４・・・被加工物
回転モータ、３６・・・圧力調整弁、３７・・・研摩ヘ
ッドの研摩幅方向の送シモータ、４０．４０’・・・圧
力供給用の油孔、４１．４１’・・・ゴム製円筒、６１
・・・接触圧調節シリンダ。 代理人　弁理士　秋本正実 聾１図 警２０ ３ 茶４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、接触圧調頗手段を備えた研摩ヘッド、並びに、回転
   手段と送９手段とを備えた被加工物支承テーブルよシな
   る自動研摩装置において、研摩ヘッドに被加工面の傾き
   を検出するギャップセンサを設けてその出力信号に基づ
   いて被加工物支承テーブルの（ロ）転手段を制御し、か
   つ、研摩ヘッドに研摩接触圧検出器を設けてその出力信
   号に基づいて研摩接触圧を制御するように構成したこと
   を特徴とするタービンブレード自動研摩装置。 ２、前記の研摩ヘッドは、研琴暢方向に移動せしめる込
   ９手段を備えたものとし、かつ、前記の接触圧検出器を
   研摩幅方向に複数個設置してその検出信号に基づいて研
   摩ヘッドの幅方向送シ手段を制御して、被加工物の粗仕
   上げカッターマークの値線と研摩幅の中央とを自動的に
   一致せしめ得べくなしたることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載のタービンブレード自動研摩装置。 ３、前記の研摩ヘッドは、これをベルト研摩ヘッドとし
   、かつ、そのコンタクトホイールの外周部少なくとも一
   部分を柔軟な円筒状の部材で構成すると共にこの円筒状
   部材内に流体圧力を連通せしめる手段を設けて、該コン
   タクトホイールの外周形状を被研摩面に応じて変形せし
   め得べくなしたることを特徴とする特ｔＶ請求の範囲第
   １項又は第２項に記載のタービンブレード自動研摩装置
   。