JPH05212663A - 翼自動ベルト研磨装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 蒸気タービン、ガスタービン翼のプロフィル
部を研磨するための自動ベルト研磨装置に関するもの
で、多数個のワークの段取りを一時に行なえ、装置の連
続稼動を可能として効率の向上を図ると共に、ベルトヘ
ッドへの研磨ベルトの交換の自動化を図る。 【構成】 自動ワークチェンジ装置（ＡＷＣ）のマガジ
ン６から、自動研磨プログラムを内蔵した制御装置によ
り制御される旋回、直線移動及びチャック機構によって
ワーク５のうちの１つを取り出して研磨装置の主軸にセ
ットし、芯押し台を作動してワーク５の先端を把持し、
プログラムにより研磨加工を行なう。以下これを繰り返
す。研磨装置１の後面には自動ベルト交換装置（ＡＶ
Ｃ）を配置し、研磨ベルト供給装置１６、サーボモータ
８，９の作動により自動的にベルト交換を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蒸気タービン、ガスタ
ービン翼のプロフィル部を研磨するための自動ベルト研
磨装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】蒸気タービンやガスタービン翼のプロフ
ィルは、複雑な３次元に弯曲しているため研磨プログラ
ムによる翼自動ベルト研磨装置により自動研磨仕上げが
行なわれる。

【０００３】従来翼自動ベルト研磨装置においては、既
に本発明者等によりワークであるタービン翼の取り付
け、取外し時間の短縮を図るため自動ワークチェンジ装
置（以下ＡＷＣ装置と云う）が提案されている。

【０００４】該、ＡＷＣ装置は、研磨装置に旋回，回
転，直線軸移動及び複数の翼を装備できるチャック機構
を持つ自動ワークチェンジ装置であり、自動研磨プログ
ラムにより自動ベルト研磨装置のＷ軸主軸へのワークの
取り付け、取り外しを行なわせるものである。

【０００５】また従来の翼自動ベルト研磨装置では、研
磨用ペーパーの取り替えを自動化するため本発明者等に
より既にベルト自動交換装置（以下ＡＶＣ装置と云う）
も提案されている。

【０００６】このＡＶＣ装置は、研磨装置の側辺に設置
しＡＶＣ装置に研磨装置からの信号を受け研磨ベルトを
交換するため研磨装置の軸方向と平行に配置されたＸ軸
と軸方向と垂直に配置されたＹ軸を有する移動機構とベ
ルトを研磨装置のベルトヘッドユニットから着脱させる
ためのピンを前後及び上下に作動させるベルト伸縮機
構、ベルト伸縮機構のピンの向きを１８０°反転させる
ための軸を有する機構及び研磨ベルト供給装置を有する
ものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで前述のように
従来のものは、前者は従来の翼自動ベルト研磨装置にＡ
ＷＣ装置を取り付け、ワークの取り付け、取外しの作業
時間の短縮を図ったものであり後者は、従来の翼自動ベ
ルト研磨装置にＡＶＣ装置を取り付け研磨ペーパーの取
り替えを自動化したものであるが、いずれも各装置が個
々に制御装置を持ち、翼自動研磨装置からの信号を受け
て機能するものであり、自動研磨の効率面で不充分であ
った。

【０００８】本発明はこの２つの機能を備えた、翼自動
ベルト研磨装置として機能させ、より効果的な自動研磨
を可能にしようとすることを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の構成として本発明の翼自動ベルト研磨装置は、被研磨
物である複雑な３次元弯曲プロフィルを有する蒸気ター
ビン、ガスタービン翼の翼自動ベルト研磨装置におい
て、該研磨装置に旋回，回転，直線軸移動及び複数の翼
を装着可能のチャック機構を有する自動ワークチェンジ
装置を取り付けると共に、該研磨装置の側辺に、研磨ベ
ルト交換用の自動ベルト交換装置を設置し、該ベルト交
換装置を、研磨ベルトを交換するため研磨装置の軸方向
と平行に配置したＸ軸と軸方向と垂直に配置したＹ軸を
有する移動機構と、ベルトを研磨装置のベルトヘッドユ
ニットから着脱させるためのピンを前後及び上下に作動
させるベルト伸縮機構と、該ベルト伸縮機構のピンの向
きを３６０°反転させるための軸を有する機構及び研磨
ベルト供給装置とで構成し、さらに、上記構成よりなる
ベルト研磨装置を制御するための自動研磨プログラムを
収蔵する制御装置を具備したことを特徴としている。

【００１０】

【作用】本発明の翼自動ベルト研磨装置の作用を図４〜
図７により説明すると、ＡＷＣ装置１８においては、予
めＡＷＣ装置のチャック機構に複数個のワークをセット
しておき自動研磨プログラムを蔵するコントローラ（制
御装置２０）により制御させるとチャック機構にセット
されたワークの一ツを取り出し研磨装置１のＷ軸主軸に
ワークをセットしワーク先端把持装置でワークの先端を
把持し研磨を行う。

【００１１】ワーク研磨完了後は、ワーク先端把持装置
を解きＷ軸主軸からワークを取り出し移動させてＡＷＣ
装置１８のチャック機構の空ポットにワークを戻し収納
させＡＷＣ装置のチャック機構を１ピッチ旋回させ次の
ワークを取り出し上記作動を繰返す。これ等の作動を全
て６軸コントローラよりなる制御装置２０及びシーケン
サよりなる制御装置２１に内蔵する自動研磨プログラム
により自動制御させる。

【００１２】またＡＶＣ装置１９においては、ベルト交
換時制御装置２０及び２１よりのプログラム指令により
研磨装置のベルトヘッドをベルト交換位置に停止させ
る。

【００１３】次にＡＶＣ装置のＸ軸，Ｙ軸を作動させて
ベルト装着用ピンを研磨装置のベルトヘッドの研磨ペー
パーの内側に位置決めする。

【００１４】次にベルト伸縮用送りモーターにてベルト
装着用ピンをベルト交換時の位置にスライドさせ研磨ベ
ルトを張りこれと同時に研磨装置ベルトヘッドの上部ア
イドラ−ホイールをベルト交換位置側に下降させていき
コンタクトホイール，ドライブホイール等と干渉のない
位置迄下降させてＡＶＣ装置の装着用ピンでベルトを保
持する。

【００１５】その後ＡＶＣ装置を研磨装置ベルトヘッド
と干渉のない位置へＸ軸，Ｙ軸を使って移動させた後、
ベルト伸縮機構のピンの向きを１８０°反転させるため
の軸でベルトが下向きになるように回転させたあと伸縮
用送りモーターにてベルトを緩め下部の使用済みベルト
パンに落す。

【００１６】そして新ベルトの装着時は、同様の動作に
より研磨ベルト供給装置からベルトを取外しベルトヘッ
ドに装着する。

【００１７】

【実施例】以下本発明の１実施例を図面により詳細に説
明する。図１は研磨装置の斜視図、図２は同装置のベル
ト交換時のホイールとピンの関係図、図３は研磨装置の
全体構成図、図４〜図６は研磨装置の制御フローチャー
ト図、図７は図４〜図６のフローチャートを実行するた
めの装置ブロック図である。

【００１８】まず図１〜図３によりその構成及び作動に
つき説明すると、翼自動ベルト研磨装置１のＺ軸コラム
前面に配置したＡＷＣ装置１８におけるマガジン６のワ
ークポット７には複数個（本実施例では１０個）のター
ビン翼などのワーク５があらかじめセットされる。

【００１９】そしてワーク交換時には、翼自動ベルト研
磨装置１の自動研磨プログラムを蔵する図３に示す制御
装置２０，２１により制御される図には記していない旋
回，回転，直線移動及びチャック機構により、前記ワー
クポット７に予めセットされた複数個のワーク５のうち
の１つを取り出し、図には記していない研磨装置１のＷ
軸主軸にワーク５をセットし、ワーク先端把持装置３に
内蔵されたシリンダーにより、芯押し台４を動作させ、
ワーク５の先端を把持し６軸コントローラ（ＣＰＵ）よ
りなる制御装置２０の自動研磨プログラムにより研磨加
工を行なう。

【００２０】ワーク５の研磨完了後は、ワーク先端把持
装置３及び芯押し台４によりワークの先端の把持を解
き、図には記していない旋回，回転，直線移動及びチャ
ック機構によりＡＷＣ装置１８の空ポットにワーク５を
戻し収納させ、ＡＷＣ装置のマガジン６を１ピッチ回転
させ次のワークを取り出し上記作動を繰返す。

【００２１】又、予め自動研磨プログラムにワークのセ
ット数をインプットしておき、ワークポット７の全ワー
ク数の加工を終了するまで自動運転を行なう。

【００２２】さらに本発明装置においては、研磨装置１
の後面にＡＶＣ装置１９を配置しており、同ＡＶＣ装置
には、研磨装置ベルトヘッド２が設置されている。

【００２３】研磨装置ベルトヘッド２の上下部にはアイ
ドラホイール１２がアイドラホイール上下用シリンダ１
７により上下動可能に装着されており、該上下アイドラ
ホイール１２及びワークに先端を接触させるコンタクト
ホイールに亘り研磨ベルト１５が張設される。

【００２４】研磨ベルト１５はコンタクトホイール部で
ワーク５の表面を研磨し所要の研磨作業を行なう。そし
て研磨ベルト１５が摩耗した場合はアイドラホイールを
移動させ同ベルト１５に弛みをつけて取替える。

【００２５】ＡＶＣ装置のＸ軸は翼自動ベルト研磨装置
１の軸方向と平行に配置され、またＹ軸は同研磨装置１
の軸方向と垂直に配置されており、各軸にはそれぞれ移
動用のサーボモーター８，９が取り付けられている。

【００２６】１６は研磨ベルト供給装置で、作業開始に
当り予め同研磨ベルト供給装置１６に本実施例の場合２
０枚の研磨ベルト１５をセットしておき、研磨ベルト交
換時には研磨装置１の自動研磨プログラムを蔵する制御
装置２０，２１により制御されるＡＷＣ装置Ｘ軸サーボ
モーター８及びＡＷＣ装置Ｙ軸サーボモーター９を作動
させ、研磨装置１のベルトヘッド２の研磨ペーパーの内
側に位置決めする。

【００２７】次ぎに、ベルト伸縮用送りモーター１０を
作動することによりベルト伸縮機構を作動し、同機構の
数ケ所に取付けたベルト装着用ピン１１を図２に示すよ
うにベルト交換時の位置にスライドさせ研磨ベルト１５
を張り、これと同時に研磨装置ベルトヘッド２の上部ア
イドラホイール１２をアイドラホイール上下用シリンダ
１７によりベルト交換位置側に下降させてゆき、ＡＶＣ
装置１９のベルト装着用ピン１１でベルトを保持する。

【００２８】その後ＡＶＣ装置１９を研磨装置ベルトヘ
ッド２と干渉のない位置へ、ＡＶＣ装置Ｘ軸サーボモー
ター８及びＡＶＣ装置Ｙ軸サーボモーター９を使用し移
動させた後、ベルト伸縮機構反転用モーター１３にて、
ベルト１５及びベルト装着用ピン１１が、下向きになる
様９０°回転させた後、ベルト伸縮用送りモーター１０
にてベルトの保持を解き、該ベルトを下部の使用済みベ
ルトパン１４に落す。

【００２９】その後ベルト伸縮用反転用モーター１３に
てベルト装着用ピン１１が研磨ベルト供給装置１６の向
きになる様さらに９０°回転させ、ＡＶＣ装置Ｘ軸サー
ボモーター８及びＡＶＣＹ軸サーボモーター９により研
磨ベルト供給装置１６に予めセットされた未使用の研磨
ベルト１５のＡＶＣ装置側１枚目の内側にベルト装着用
ピン１１を位置決めする。

【００３０】次いでベルト伸縮用送りモーター１０に
て、ベルト装着用ピン１１をベルト交換時の位置へスラ
イドさせ未使用の研磨ベルトを張り、これと同時に研磨
ベルト供給装置１６の下部に組込まれた図には記してい
ないシリンダーにより研磨ベルト１５を緩め、ＡＶＣ装
置１９のベルト装着用ピン１１で未使用のベルトの１本
を保持する。

【００３１】次ぎにＡＶＣ装置Ｘ軸サーボモーター８に
より既に保持したベルトと研磨ベルト供給装置１６との
干渉のない所まで移動させる。

【００３２】さらに研磨ベルト供給装置１６の下部に組
み込まれた図には記していないシリンダーにより研磨ベ
ルト１５を張り、研磨ベルトの脱落及び位置づれを防
ぐ。

【００３３】そのあとＡＶＣ装置１９のベルト伸縮機構
反転用モーター１３により研磨装置ベルトヘッド２の向
きにベルトが来る様ベルト伸縮機構を１８０°反転させ
る。

【００３４】ついでＡＶＣ装置Ｘ軸サーボモーター８及
びＡＶＣ装置Ｙ軸サーボモーター９により研磨装置ベル
トヘッド２のベルト交換位置に位置決めする。

【００３５】その後、研磨装置ベルトヘッド２の上部ア
イドラホイール１２をアイドラホイール上下用シリンダ
１７により図２に示すようにベルト装着位置側に上昇さ
せ、これと同時にベルト伸縮用送りモーター１０にてベ
ルト装着用ピン１１をスライドさせ、保持していた未使
用のベルトを緩め研磨装置ベルトヘッド２のコンタクト
ホイール，ドライブホイール及びアイドラホイール１２
によりベルトを保持し装着する。そしてＡＶＣ装置１９
を研磨装置ベルトヘッド２と干渉のない位置にＡＶＣ装
置Ｘ軸サーボモーター８、及びＡＶＣ装置Ｙ軸サーボモ
ーター９により移動、待機させ制御装置２０の自動研磨
プログラムにより研磨を行なう。

【００３６】研磨ベルトの交換時期は制御装置２０の自
動研磨プログラムで設定しておき、研磨ベルト交換時に
は上記作動を繰返す。

【００３７】図４、図５、及び図６は本実施例研磨装置
１の６軸コントローラよりなる制御装置２０及びシーケ
ンサよりなる制御装置２１の制御フローチャートを示
し、本実施例においては、１つのワークの研磨に対して
２回ベルトの交換を行なっている場合を説明している。

【００３８】また図７は図４〜図６に示すフローチャー
トを実行するための装置ブロック図で、翼自動ベルト研
磨装置１、ＡＷＣ装置１８、ＡＶＣ装置１９の各駆動装
置と、６軸コントローラ（ＣＰＵ）よりなる制御装置２
０及びシーケンサ（ＰＣ）よりなる制御装置２１の各構
成部分との関連配置を示している。

【００３９】上述のように本発明の翼自動ベルト研磨装
置は、従来の翼自動ベルト研磨装置に、ワーク自動交換
及び研磨ベルト自動交換の両機能を具備させたものであ
り、この結果より効果的な自動研磨を可能にするもので
ある。

【００４０】

【発明の効果】以上述べたように本発明の翼自動ベルト
研磨装置によれば、一時にワークの多数個の段取りがで
きるので翼自動ベルト研磨装置の連続稼動が可能となり
稼動時間の向上が図れる。

【００４１】またベルトヘッドへのベルトの交換が自動
で行えるので作業者がベルト交換作業から解放されるの
みならず作業者を他作業へ移行或いは、多数機を受持つ
ことができる。そして２ツの自動化機能が備わることに
より相乗的な効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例に係る翼自動ベルト研磨装置
の斜視図である。

【図２】同実施例装置におけるアイドラホイール、コン
タクトホイールとベルト装着用ピンの関係を示す説明図
である。

【図３】同実施例装置の全体構成図である。

【図４】同実施例装置の制御フローチャート図である。

【図５】同制御フローチャート図である。

【図６】同研磨装置のフローチャート図である。

【図７】図４〜図６に示す制御フローチャートを実行す
るための装置のブロック図である。

【符号の説明】

１ 翼自動ベルト研磨装置 ２ 研磨装置ベルトヘッド ３ ワーク先端把持装置 ４ 芯押し台 ５ ワーク ６ ＡＷＣ装置マガジン ７ ワークポット ８ ＡＶＣ装置Ｘ軸サーボモーター ９ ＡＶＣ装置Ｙ軸サーボモーター １０ ベルト伸縮用送りモーター １１ ベルト装着用ピン １２ アイドラホイール １３ ベルト伸縮機構反転用モーター １４ 使用済ベルトパン １５ 研磨ベルト １６ 研磨ベルト供給装置 １７ アイドラホイール上下用シリンダ １８ ＡＷＣ装置 １９ ＡＶＣ装置 ２０ ６軸コントローラ（ＣＰＵ） ２１ シーケンサ（ＰＣ）

フロントページの続き (72)発明者 坂恵 利幸 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂製作所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被研磨物である複雑な３次元弯曲プロフ
   ィルを有する蒸気タービン、ガスタービン翼の翼自動ベ
   ルト研磨装置において、該研磨装置に旋回，回転，直線
   軸移動及び複数の翼を装着可能のチャック機構を有する
   自動ワークチェンジ装置を取り付けると共に、該研磨装
   置の側辺に、研磨ベルト交換用の自動ベルト交換装置を
   設置し、該ベルト交換装置を、研磨ベルトを交換するた
   め研磨装置の軸方向と平行に配置したＸ軸と軸方向と垂
   直に配置したＹ軸を有する移動機構と、ベルトを研磨装
   置のベルトヘッドユニットから着脱させるためのピンを
   前後及び上下に作動させるベルト伸縮機構と、該ベルト
   伸縮機構のピンの向きを３６０°反転させるための軸を
   有する機構及び研磨ベルト供給装置とで構成し、さら
   に、上記構成よりなるベルト研磨装置を制御するための
   自動研磨プログラムを収蔵する制御装置を具備したこと
   を特徴とする翼自動ベルト研磨装置。