JPH0861925A - 回転翼のチップ研磨量計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転翼のチップ研磨量の自動化された高精度
の計測を可能とする。 【構成】 回転翼１の端面にレーザスポット光２を投受
光する第１，第２の変位計３，６、同第１，第２の変位
計３，６がそれぞれ搭載され第１，第２の変位計３，６
を回転翼１の端面と対向する方向にそれぞれ微少移動さ
せる第１，第２移動機構４，７、同第２移動機構７が搭
載され第２移動機構７を回転翼１の幅方向に移動させる
第３移動機構９、および上記第１，第３移動機構４，９
が搭載されそれぞれを回転翼１の端面と対向する方向に
移動させる第４移動機構１１を備えたことによって、チ
ップ研磨量及び翼端面の傾きの自動化された高精度の計
測が可能になるとともに、回転翼１が取付けられたロー
タを回転させながら計測できるため、研磨量を計測しな
がらの研磨が可能となり、作業時間の短縮及び作業コス
トの低減が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、タービン翼等のチップ
研磨時に使用される回転翼のチップ研磨量計測装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】タービン翼のチップ量は、予め定められ
た許容範囲内にない場合、ケーシングとの隙間が狭過ぎ
ると翼とケーシングが擦れたり、ケーシングとの隙間が
広過ぎるとタービンの効率低下の原因となるため、チッ
プ量を計測し管理することは、製品の信頼性、品質の確
保に重要な事項である。

【０００３】しかし、従来のタービン翼チップ部の研磨
時における研磨量の計測は、その構造の特殊性から自動
化されておらず、図４に示すように所定の形状・寸法に
加工されたテンプレート１９を検査員がロータ１７にあ
てがい、翼１とテンプレート１９の間にできる隙間１８
をテーパゲージ２０で目視計測していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のタービン翼のチ
ップ研磨量計測は、検査員の目視により行っていたた
め、計測時には、ロータの回転を停止し、研磨を止めて
行う必要があり、検査時間と労力を要するとともに、計
測結果が検査員の個人差によってばらつき、十分な測定
精度が確保できないという課題があった。本発明は上記
の課題を解決しようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の回転翼のチップ
研磨量計測装置は、それぞれが回転翼の端面に対向しレ
ーザスポット光を投受光しその間に回転翼の幅方向の間
隙を有する第１と第２の変位計、同第１の変位計が搭載
され第１移動量検出器が設けられ上記第１の変位計を回
転翼の端面と対向する方向に微少移動させる第１移動機
構、上記第２の変位計が搭載され第２移動量検出器が設
けられ上記第２の変位計を回転翼の端面と対向する方向
に微少移動させる第２移動機構、同第２移動機構が搭載
され第３移動量検出器が設けられ上記第２移動機構を回
転翼の幅方向に移動させる第３移動機構、および同第３
移動機構と上記第１移動機構が搭載され第４移動量検出
器が設けられ上記第１移動機構と第３移動機構を回転翼
の端面と対向する方向に移動させる第４移動機構を備え
たことを特徴としている。

【０００６】

【作用】上記において、回転翼のチップ研磨量の計測に
当っては、まず次の要領で第１，第２の変位計の位置決
めを行う。

【０００７】即ち、始めに第４移動量検出器によりその
移動量を検出しながら第４移動機構を駆動し、第１，第
２の変位計と回転翼端面の間隙を一定範囲内とした後、
第３移動量検出器によりその移動量を検出しながら第３
移動機構を駆動し、第１，第２の変位計の回転翼の幅方
向の間隙を一定寸法とする。

【０００８】次に、第１，第２移動量検出器によりそれ
ぞれの移動量を検出しながら第１，第２移動機構を駆動
し、第１，第２の変位計と回転翼端面の間隙を一定寸法
として第１，第２の変位計の位置決めを終了する。

【０００９】上記第１，第２の変位計の回転翼の端面に
対向する方向の移動は、まず、第４移動機構により一括
して行った後、第１，第２移動機構により微調整してい
るが、これは、第１，第２の変位計が回転翼の端面に近
いほどその間隙の寸法を精度よく測定できるためであ
る。また、第１，第２の変位計を用いているのは、回転
翼の端面が、回転翼の幅方向に対して傾きがあり、これ
を精度よく計測する必要があるためである。

【００１０】更に、第２の変位計は、第３移動機構によ
り回転翼の幅方向に移動しているが、これは、回転翼に
は種々の寸法のものがあり、第１，第２の変位計は極力
回転翼の端面の両端部近傍に配設することにより、上記
端面の傾きを精度よく測定することができるからであ
る。

【００１１】上記による第１，第２の変位計の位置決め
を終了した後は、回転翼が取付けられたロータを回転さ
せながら、第１，第２の変位計より回転翼の端面にレー
ザスポット光を照射し、その反射光を第１，第２変位計
がそれぞれ受光し、この反射光より回転翼の端面までの
寸法を計測する。

【００１２】本発明においては、上記のように第１，第
２の変位計の位置決めを行った後、第１，第２の変位計
がレーザスポット光を投受光して第１，第２の変位計と
回転翼の端面との間隙の寸法を計測するため、チップ研
磨量、及び翼端面の傾きを精度よく計測することができ
るとともに、回転翼が取付けられたロータを回転させな
がら計測できるため、研磨量を計測しながらの研磨が可
能となり、作業時間の短縮及び作業コストの削減が可能
となる。

【００１３】

【実施例】本発明の一実施例に係る回転翼のチップ研磨
量計測装置について、図１により説明する。

【００１４】図１に示す本実施例の装置は、第４移動機
構移動量検出器１２が設けられた第４移動機構１１、同
第４移動機構１１上に固定された取付台１１ａ、同取付
台１１ａ上に配設され第１移動機構移動量検出器５が設
けられた第１移動機構４、同第１移動機構４上に配設さ
れた第１変位計３、同第１変位計３が電線により接続さ
れた出力装置２１、上記取付台１１ａ上に配設され第３
移動機構移動量検出器１０が設けられた第３移動機構
９、同第３移動機構９上に配設され第２移動機構移動量
検出器８が設けられた第２移動機構７、同第２移動機構
７上に配設された第２変位計６、および同第２変位計６
が電線により接続された出力装置２２を備えている。

【００１５】上記第１，第２変位計３，６には、図２に
示すようにそれぞれ翼１の端面に対向する投光部１４と
受光部１３が設けられており、投光部１４から放射され
たレーザスポット光２は翼１の端面で反射し、受光部１
３により受光される。

【００１６】上記において、翼１のチップ研磨量を計測
する場合、計測に先立って、次の要領で第１，第２変位
計３，６の位置決めを行う。この位置決めにおいては、
まず、第１，第２変位計３，６から翼１の端面までの距
離がほゞ所定の距離となるように、第４移動機構移動量
検出器１２により移動量を検出しながら第４移動機構１
１を駆動し、取付台１１ａを上記翼１の端面と離接する
方向に移動する。

【００１７】次に、第３移動機構移動量検出器１０によ
り移動量を検出しながら第３移動機構９を駆動し、第２
変位計６の位置が翼１の幅方向に対して所定の位置とな
るように、第２移動機構７を移動する。

【００１８】最後に、第１移動機構移動量検出器５と第
２移動機構移動量検出器８によりそれぞれ移動量を検出
しながら第１移動機構４と第２移動機構９を駆動し、第
１変位計３と第２変位計６をそれぞれ翼１の端面と離接
する方向に移動し、翼１の端面に対する第１変位計３と
第２変位計６までの距離をそれぞれ所定の寸法とする。

【００１９】上記においては、第１変位計３と第２変位
計６の翼１の端面に対向する方向の移動は、第４移動機
構１１により一括して行った後、第１移動機構４と第２
移動機構７によりそれぞれ個別に行っているが、これは
翼１の端面が図２に示すように翼１の幅方向についてθ
の傾きがあるためであり、また、それぞれの変位計３，
６は翼１の端面に接近させるほど翼１までの距離の測定
精度を高めることができるためである。

【００２０】また、第２変位計６は、第３移動機構９に
より翼１の幅方向に移動可能としているが、これは翼１
には種々の寸法のものがあり、第１変位計３と第２変位
計６により測定する翼１の端面までの距離を極力翼１の
幅方向の端部にて測定することにより、翼１の幅方向の
傾きθを精度よく測定することが可能となるためであ
る。

【００２１】なお、それぞれの移動機構移動量検出器
５，８，１０，１２による移動量の検出は、それぞれの
移動機構４，７，９，１１を電動モータとボールネジを
組合せたものとし、電動モータの回転数をロータリエン
コーダ等で検出することにより行うことができる。

【００２２】上記により第１，第２変位計３，６の位置
決めが終了した後は、翼１が取付けられたロータを回転
させ、第１，第２変位計３，６が投光器１４からレーザ
スポット光２を放射し、翼１の端面により反射された反
射光を受光器１３により受光して、それぞれの変位計
３，６が翼１の端面までの距離を測定する。

【００２３】図３は、第１変位計により計測が行われて
いる状態を示しており、翼１が植え込まれたロータ１７
を回転させながら第１変位計３で翼１を計測すると、出
力装置２１はチップ量を示す信号と翼間で信号が無い間
欠した不連続的なチップ量信号１６を出力する。第２変
位計６についても出力装置２２が同様の信号を出力す
る。これら出力装置２１，２２が出力する信号の差を求
めることにより、傾いた面を持つ翼１の角度θを計測す
ることができる。

【００２４】本実施例においては、ロータを回転させな
がら各種大きさの翼についてチップ研磨量の計測が可能
なため、ＮＣ加工機等に搭載してチップ研磨量を自動計
測しながら翼の端面を研磨加工することが可能となる。

【００２５】

【発明の効果】本発明の回転翼のチップ研磨量計測装置
は、回転翼の端面にレーザスポット光を投受光する第
１，第２の変位計、同第１，第２の変位計がそれぞれ搭
載され第１，第２の変位計を回転翼の端面と対向する方
向にそれぞれ微少移動させる第１，第２移動機構、同第
２移動機構が搭載され第２移動機構を回転翼の幅方向に
移動させる第３移動機構、および上記第１，第３移動機
構が搭載されそれぞれを回転翼の端面と対向する方向に
移動させる第４移動機構を備えたことによって、チップ
研磨量及び翼端面の傾きの自動化された高精度の計測が
可能になるとともに、回転翼が取付けられたロータを回
転させながら計測できるため、研磨量を計測しながらの
研磨が可能となり、作業時間の短縮及び作業コストの低
減が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るチップ研磨量計測装置
の説明図である。

【図２】上記一実施例に係る変位計の説明図である。

【図３】上記一実施例に係る第１変位計により計測が行
われている状態の説明図である。

【図４】従来のチップ量計測の説明図で、（ａ）は全体
図、（ｂ）は（ａ）のＡ部の拡大図である。

【符号の説明】

１ 翼 ２ レーザースポット光 ３ 第１変位計 ４ 第１移動機構 ５ 第１移動機構移動量検出器 ６ 第２変位計 ７ 第２移動機構 ８ 第２移動機構移動量検出器 ９ 第３移動機構 １０ 第３移動機構移動量検出器 １１ 第４移動機構 １１ａ 取付台 １２ 第４移動機構移動量検出器 １３ 受光部 １４ 投光部 １５ チップ量 １６ チップ量信号 １７ ロータ ２１，２２ 出力装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれが回転翼の端面に対向しレーザ
   スポット光を投受光しその間に回転翼の幅方向の間隙を
   有する第１と第２の変位計、同第１の変位計が搭載され
   第１移動量検出器が設けられ上記第１の変位計を回転翼
   の端面と対向する方向に微少移動させる第１移動機構、
   上記第２の変位計が搭載され第２移動量検出器が設けら
   れ上記第２の変位計を回転翼の端面と対向する方向に微
   少移動させる第２移動機構、同第２移動機構が搭載され
   第３移動量検出器が設けられ上記第２移動機構を回転翼
   の幅方向に移動させる第３移動機構、および同第３移動
   機構と上記第１移動機構が搭載され第４移動量検出器が
   設けられ上記第１移動機構と第３移動機構を回転翼の端
   面と対向する方向に移動させる第４移動機構を備えたこ
   とを特徴とする回転翼のチップ研磨量計測装置。