JP2818145B2 - 三次元曲面形状を有するパーツの全自動リペアシステム - Google Patents
三次元曲面形状を有するパーツの全自動リペアシステムInfo
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Description
有するパーツの欠損部分を肉盛溶接で継ぎ足し、その表
面から盛り上がった肉盛部分を研削することにより当該
パーツを補修加工する全自動リペアシステムに関する。
ブレード,コンプレッサのブレードやベーンは、その先
端が傷ついたり折れたりして欠損する場合が多く、欠損
した場合にはこれを補修して再使用するようにしてお
り、この補修加工は、ブレード(パーツ)の先端欠損部
分を肉盛溶接により継ぎ足し、その溶接金属がブレード
表面から盛り上がったビード部分を、滑らかな曲面にな
るように研削することにより行なっている。
ッターパスデータやカッターパスデータを用いて、ブレ
ードを製作した時と同じカッティングパスで工具を移動
させれば、欠損したブレードのサイズや形状が一つ一つ
異なる場合であっても、理論的には、ブレードの製品形
状からはみ出て盛り上がったビード部分のみを自動的に
研削して補修することができる。
は、ブレードをクランプしたときに、位置ずれしたり、
傾斜した状態で固定されてしまうため、そのクランプ精
度を補償することが難しく、製作した時と同じカッティ
ングパスで工具を移動させた場合に、欠損部分であると
否とにかかわらず、クランプの位置ずれや傾きにより設
計時のカッターパスデータからはみ出た部分を全て削っ
てしまうため、肉盛溶接されたビード部分だけを研削す
ることができず、結局、手作業に頼らざるを得ないとい
う問題があった。そこで本発明は、欠損部分を肉盛溶接
で継ぎ足したパーツの肉盛部分を研削して補修する際
に、パーツが位置ずれしたり傾いたりしてクランプされ
ても、パーツの製品形状からはみ出た肉盛部分だけを自
動的に研削できるようにすることを技術的課題としてい
る。
に、本発明は、三次元曲面形状を有するパーツの欠損部
分を肉盛溶接で継ぎ足し、これをクランプした状態でそ
の表面から盛り上がった肉盛部分を研削することにより
当該パーツを補修加工する全自動リペアシステムであっ
て、補修しようとするパーツの製作時のカッターパスデ
ータを記憶した記憶装置からそのカッターパスデータを
読み出すカッターパスデータ読出手段と、クランプした
パーツの位置,傾斜方向及び傾斜角度を検出するクラン
プ状態検出手段と、前記カッターパスデータ読出手段か
ら読み出されたカッターパスデータを、クランプ状態検
出手段で検出されたパーツの位置,傾斜方向及び傾斜角
度に基づき、クランプしたパーツに重なるように修正
し、これを補修用カッターパスデータとして設定する補
修用カッターパスデータ設定手段と、当該補修用カッタ
ーパスデータ設定手段で設定された補修用カッターパス
データに基づいて所定の工具を用いてパーツの表面を研
削するNC加工機とを備えたことを特徴とする。
ぎ足したパーツをクランプすると、当該パーツの位置,
傾斜方向及び傾斜角度が検出され、これに基づき、当該
パーツの設計時のカッターパスデータがクランプしたパ
ーツに重なるように修正され、これが補修用カッターパ
スデータとして設定される。したがって、この補修用カ
ッターパスデータに基づいて研削加工を行えば、工具先
端がパーツの製品形状に沿って移動するので、肉盛溶接
されていない部分は研削加工されず、肉盛溶接されて設
計時の製品形状からからはみ出した肉盛部分が研削加工
され、パーツの欠損部分が滑らかな連続面になるように
補修される。
づいて具体的に説明する。図1は本発明に係る自動工作
機を示す概略構成図、図2(a)〜(c)は夫々欠損前
のパーツ、欠損後のパーツ、肉盛溶接したパーツを示す
説明図、図3(a)〜(c)はパーツのクランプ状態の
検出手段の一例を示す説明図、図4はクランプしたパー
ツとカッターパスデータの関係を示す説明図である。
としてジェットエンジンなどのタービンブレードを用
い、その先端欠損部分を補修する場合について説明す
る。図中1は、欠損部分2を肉盛溶接で継ぎ足したブレ
ード(パーツ)Wをクランプした状態で、その表面から
盛り上がった肉盛部分3を研削することにより当該ブレ
ードWを補修加工する全自動リペアシステムであって、
補修しようとするブレードWの製作時のカッターパスデ
ータを記憶した記憶装置4からそのカッターパスデータ
を読み出すカッターパスデータ読出手段5と、クランプ
したブレードWの位置,傾斜方向及び傾斜角度を検出す
るクランプ状態検出手段6と、前記カッターパスデータ
読出手段5から読み出されカッターパスデータを、クラ
ンプ状態検出手段6で検出されたブレードWの位置,傾
斜方向及び傾斜角度に基づき、クランプしたブレードW
に重なるように修正し、これを補修用カッターパスデー
タとして設定する補修用カッターパスデータ設定手段7
と、当該補修用カッターパスデータ設定手段7で設定さ
れた補修用カッターパスデータに基づいて所定の工具を
用いてブレードWの表面を研削するNC加工機8とを備
えている。
設計図面に基づいてブレートWの製作時に作成したカッ
ターパスデータや、製作したブレードWの三次元形状を
ディジタイザなどで測定し、これに基づいて算出したカ
ッターパスデータを、ハードディスクやフロッビーディ
スク等の記憶装置4に予め記憶させてデータベース化し
ておき、補修しようとするブレードのカッターパスデー
タを検索して前記記憶装置4から読み出すように成され
ている。
ブレートWの製作時に用いたNC加工機のXYZ座標で
設定されているため、製作時に用いたNC加工機と補修
加工に用いるNC加工機8が異なる場合には、機械原点
が異なるのでそのカッターパスデータをそのまま使用す
ることはできず、また、製作時に用いたNC加工機と補
修加工に用いるNC加工機8が一致する場合であって
も、補修しようとするブレードWの位置がずれたり傾斜
してクランプされると、製作時のカッターパスデータを
そのまま使用することができない。
段5から読み出されたカッターパスデータを、クランプ
状態検出手段6で検出されたブレードWの位置,傾斜方
向及び傾斜角度に基づき、クランプしたブレードWに重
なるように修正して、これを補修用カッターパスデータ
として補修用カッターパスデータ設定手段7に設定する
ようにしている。
たブレードWの位置,傾斜方向及び傾斜角度を光学的に
非接触で検知するようになされ、例えば、図3(a)に
示すようにブレードWの左右一方のエッジに沿って予め
設定した高さの異なる2点P 1 ,P2 のX−Z座標を検
出すれば、その2点からブレードWのクランプ位置及び
Y軸回りの傾斜角度θyが算出される。次いで、図3
(b)に示すように、X軸に平行な2本の水平線と,Z
軸に平行な2本の鉛直線との交点P3 ,P4 ,P5 ,P
6 のXYZ座標を検出し、これらの座標と、移動された
カッターパスデータの対応点との座標を比較することに
より、ブレードWのX軸回りの傾斜角度θxと,Z軸回
りの傾斜角度θzが算出される。
段7では、前記カッターパスデータ読出手段5で読み出
されたカッターパスデータを、クランプ状態検出手段で
検出されたデータに基づいて移動させ、または、X軸,
Y軸,Z軸回りに夫々θx,θy,θzだけ回転させ
る。これにより、設計時のカッターパスデータはクラン
プしたブレードWに重なるように移動され、移動された
カッターパスデータを補修用カッターパスデータとして
補修用カッターパスデータ設定手段7に設定する。な
お、この補修用カッターパスデータに基づいてブレード
を製作すると、製作されたブレードのクランプ位置及び
傾きは、欠損したブレードWのクランプ位置及び傾きに
一致する。したがって、補修用カッターパスデータによ
り欠損したブレードWの表面を研削すれば、その表面か
ら盛り上がった肉盛部分3のみが研削される。
して補修しようとする場合は、図3(c)に示すよう
に、例えばP3 ,P4 の裏側にある点P7 ,P8 のXY
Z座標を検出し、そのY座標同士を比較すればブレード
Wの厚さが算出され、算出された厚さと設計時の厚さを
比較することにより磨耗量が算出される。したがって、
磨耗量の分布を予めシミュレーションし、または、測定
しておき、検出された磨耗量と磨耗量分布データに基づ
いて、カッターパスデータの厚さを全体的に薄く修正す
ればよい。
定された補修用カッターパスは、NC加工機8の制御装
置9に入力され、当該カッティングパスに従って工具が
移動されるので、欠損部分に肉盛溶接したブレードWの
補修用カッターパスデータからはみ出した部分のみが研
削加工され、欠損したブレードWが欠損前の製品形状に
等しく補修されるように成されている。なお、このとき
製作時に使用したものと異なる工具を使用する場合は、
その工具径、工具形状に基づいて補修用カッターパスデ
ータをさらにオフセットし、また、工具の磨耗による寸
法誤差を小さくする場合は、工具径を検知して、検知さ
れた工具径に基づいて補修用カッターパスデータをオフ
セットすればよい。
次に、その作用について説明する。まず、補修しようと
するブレードWの決損部分2に欠損前のその表面から盛
り上がるように肉盛溶接を施し、これをNC加工機8に
クランプする。ブレードWをNC加工機8にクランプす
ると、クランプされたブレードWの位置,傾斜方向及び
傾斜角度がクランプ状態検出手段6により検出される。
ードWの製作時のカッターパスデータを読み出す。この
とき、カッターパスデータはブレードを製作する時にク
ランプしたときの位置に設定されている(図4:D1 参
照)ので、補修しようとするブレードWをクランプして
いる位置から位置ずれして設定されている。そこで、前
記クランプ状態検出手段6により検出されたブレードW
の位置,傾斜方向及び傾斜角度に基づいて、前記カッタ
ーパスデータをクランプしたブレードWと重なるように
移動/回転し、このデータを補修用カッターパスデータ
として補修カッターパスデータ設定手段7に設定する
(図4:D2 参照)。次いで、この補修用カッターパス
データに基づいてNC加工機8を制御して研削加工を行
えば、肉盛溶接されて補修用カッターパスデータからは
み出した肉盛部分3のみが研削されて、表面が滑らかに
なるように補修される。
ンブレードを例にとって説明したが、本発明はこれに限
らず、欠損部分に肉盛溶接をしてその表面を研削するこ
とにより補修を行うことができる全てのパーツに適用す
ることができる。
作時のカッターパスデータをNC加工機の座標空間内で
移動/回転させることにより、そのカッターパスデータ
が、クランプされているパーツに重ね合わせるように修
正されるので、修正されたカッターパスデータにより肉
盛溶接されたパーツの表面を研削すれば、パーツが位置
ずれしたり、傾斜してクランプされても、パーツの表面
からはみ出した肉盛部分のみが研削されて、製作時の製
品形状と等しくなるように補修することができるという
大変優れた効果を奏する。
のパーツ、肉盛溶接したパーツを示す斜視図。
プ状態の検出手順を示す説明図。
係を示す説明図。
Claims (1)
- 【請求項1】 三次元曲面形状を有するパーツ(W)の
欠損部分(2)を肉盛溶接で継ぎ足し、これをクランプ
した状態でその表面から盛り上がった肉盛部分(3)を
研削することにより当該パーツ(W)を補修加工する全
自動リペアシステムであって、 補修しようとするパーツ(W)の製作時のカッターパス
データを記憶した記憶装置(4)からそのカッターパス
データを読み出すカッターパスデータ読出手段(5)
と、クランプしたパーツ(W)の位置,傾斜方向及び傾
斜角度を検出するクランプ状態検出手段(6)と、前記
カッターパスデータ読出手段(5)から読み出されたカ
ッターパスデータを、クランプ状態検出手段(6)で検
出されたパーツ(W)の位置,傾斜方向及び傾斜角度に
基づき、クランプしたパーツ(W)に重なるように修正
し、これを補修用カッターパスデータとして設定する補
修用カッターパスデータ設定手段(7)と、当該補修用
カッターパスデータ設定手段(7)で設定された補修用
カッターパスデータに基づいて所定の工具を用いてパー
ツ(W)の表面を研削するNC加工機(8)とを備えた
ことを特徴とする三次元曲面形状を有するパーツの全自
動リペアシステム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8126704A JP2818145B2 (ja) | 1996-05-22 | 1996-05-22 | 三次元曲面形状を有するパーツの全自動リペアシステム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8126704A JP2818145B2 (ja) | 1996-05-22 | 1996-05-22 | 三次元曲面形状を有するパーツの全自動リペアシステム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09309054A JPH09309054A (ja) | 1997-12-02 |
JP2818145B2 true JP2818145B2 (ja) | 1998-10-30 |
Family
ID=14941798
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8126704A Expired - Fee Related JP2818145B2 (ja) | 1996-05-22 | 1996-05-22 | 三次元曲面形状を有するパーツの全自動リペアシステム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2818145B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9782282B2 (en) | 2011-11-14 | 2017-10-10 | W. L. Gore & Associates, Inc. | External steerable fiber for use in endoluminal deployment of expandable devices |
US9877858B2 (en) | 2011-11-14 | 2018-01-30 | W. L. Gore & Associates, Inc. | External steerable fiber for use in endoluminal deployment of expandable devices |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JPH01264744A (ja) * | 1988-04-12 | 1989-10-23 | Mazda Motor Corp | Nc工作機のワーク加工方法 |
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JPH06285734A (ja) * | 1993-04-05 | 1994-10-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Atc付nc旋盤 |
JPH0728514A (ja) * | 1993-06-23 | 1995-01-31 | Kobe Steel Ltd | 機差導出方法 |
-
1996
- 1996-05-22 JP JP8126704A patent/JP2818145B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH09309054A (ja) | 1997-12-02 |
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