JP6312327B2 - 支持方法、加工方法、及びこれらの方法を実行する装置 - Google Patents

Description

本発明は、長尺物の支持方法、加工方法、及びこれらの方法を実行する装置に関する。

長尺物としては、例えば、圧縮機等の動翼がある。この動翼は、一方向の延びている翼体と、翼体の一方向における端部に設けられている翼根と、を有する。素材から翼を加工する場合、素材又は翼中間品を支持して、この素材又は翼中間品を加工する。

長尺物の一種である翼の加工方法としては、例えば、以下の特許文献１に記載されている加工方法がある。この加工方法では、素材から翼を加工する過程で、翼根の端部であって翼体とは反対側の端部に固定部を形成する。そして、この固定部をホルダ等で支持した状態で、素材中で翼体となる翼体形成部を加工する。その後、この加工方法では、固定部を翼根から切り離す。

特表２０１０−５３００４３号公報

上記特許文献１に記載の技術では、翼体形成部に加工工具を押し当てて、この翼体形成部を加工する際、素材又は翼中間品中で支持されている部分が翼体形成部から一方向に離れた固定部であるため、翼体形成部にビビリ振動（Chatter Vibration）が発生することが多い。このため、上記特許文献１に記載の技術では、翼体形成部の表面粗さが荒くなる、翼体形成部を目的の形状に加工できない等の問題が生じる。また、上記特許文献１に記載の技術では、加工工具が損傷するおそれもある。

そこで、本発明は、長尺物を安定支持することができる支持方法、この支持方法を用いる加工方法、及びこれらの方法を実行する装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための発明に係る一態様としての支持具は、
一方向に長い長尺物を支持する支持具において、前記一方向に対して垂直な方向成分を有する方向から、前記長尺物を支持する複数のシリンダと、複数のシリンダが取り付けられているシリンダ台と、を備え、前記シリンダは、ピンと、前記ピンが延びているピン延在方向に変位可能に前記ピンの基端部を覆うケーシングと、前記ピンの先端側に配置された前記長尺物の表面に前記ピンの先端部が接触するよう、前記ピン延在方向における前記長尺物の表面の位置に前記ピン延在方向における前記ピンの位置を追従させる追従機構と、前記ケーシングに対する前記ピンの前記ピン延在方向における相対位置を拘束するピン拘束機構と、を有し、複数の前記シリンダのそれぞれの前記ケーシングは、前記シリンダ台に固定され、前記ピンには、基端側に円柱状の穴が形成され、前記追従機構は、前記ケーシング内に配置され、前記穴内に挿入される、円柱状を成すガイドロッドと、前記穴内であって前記ガイドロッドと前記ピンとの間に配置され、前記ガイドロッドに沿って伸縮して、前記ピンを前記ピン延在方向であって前記ケーシングから突出する側に付勢する弾性部材と、を有する。

当該支持具では、複数のシリンダのそれぞれが追従機構を有しているため、長尺物の表面が曲面を成している場合や、長尺物の表面に複数の凹凸が形成されている場合でも、長尺物の表面に複数のピンを接触させることができる。また、当該支持具では、ピン拘束機構を有しているため、長尺物の表面に全てのピンが接触している状態で、ピンの移動を拘束することができる。このため、当該支持具では、長尺物を安定支持することができる。

ここで、前記支持具において、前記追従機構は、前記ケーシング内に配置され、前記ピンを前記ピン延在方向であって前記ケーシングから突出する側に付勢する弾性部材を有してもよい。

以上のいずれかの前記支持具において、前記ピン拘束機構は、前記ケーシング内に配置され、流体圧を受けて変形して前記ピンを把持して、前記ケーシングに対する前記ピンの前記ピン延在方向における相対位置を拘束するピン把持部材を有してもよい。

また、以上のいずれかの前記支持具において、前記ケーシングには、前記ピン把持部材を変形させる流体を内部に受け入れる流入口が形成され、前記シリンダ台には、外部からの前記流体を受け入れて、前記ケーシングの前記流入口に前記流体を導く流路が形成されていてもよい。

前記シリンダ台に前記流路が形成されている前記支持具において、前記流路は、前記流体を外部から受け入れる主流路と、複数の前記シリンダ毎に設けられ、前記主流路から分岐して複数の前記ケーシングの前記流入口に接続されている分岐流路と、を有してもよい。

当該支持具では、シリンダ台に流体を供給するラインを統合化することができる。

上記目的を達成するための発明に係る一態様としての支持装置は、
以上のいずれかの前記支持具と、前記長尺物の前記一方向における端部を把持するワーク把持機と、前記ワーク把持機の向き及び前記ワーク把持機の位置を変える把持機移動機構と、を備える。

当該支持装置では、長尺物の一方向のおける所定領域を支持具で支持しつつも、長尺物の端部をワーク把持機で把持することで、長尺物をより安定支持することができる。

ここで、前記支持装置において、前記把持機移動機構が取り付けられているベースと、前記ベースに対して前記支持具を相対移動させる支持具移動機構と、を備えてもよい。

当該支持装置では、長尺物の一方向の長さや長尺物に対する処理（加工や検査等）の位置に応じて、支持具の位置を変えることができる。

上記目的を達成するための発明に係る一態様としての加工装置は、
以上のいずれかの前記支持具と、前記支持具により支持された前記長尺物を加工する加工工具が装着され、前記加工工具を駆動する工具駆動機構と、前記工具駆動機構で少なくとも前記加工工具が装着される部分を移動させる工具移動機構と、を備える。

当該加工装置では、支持具で安定支持されている長尺物を加工することができる。

上記目的を達成するための発明に係る他の態様としての加工装置は、
以上のいずれかの前記支持装置と、前記ワーク把持機により把持され且つ前記支持具により支持された前記長尺物を加工する加工工具が装着され、前記加工工具を駆動する工具駆動機構と、前記工具駆動機構で少なくとも前記加工工具が装着される部分を移動させる工具移動機構と、を備える。

当該加工装置では、長尺物の一方向における所定領域を支持具で支持しつつも、長尺物の端部をワーク把持機で把持することで、長尺物をより安定支持することができる。このため、当該加工装置では、加工中における加工部分のビビリ振動を抑えることができる。この結果、当該加工装置では、ビビリ振動に伴う、加工済み面の表面粗さの荒れ、加工工具の損傷等を抑えることができる。

上記目的を達成するための発明に係る一態様としての支持方法は、
一方向に長い長尺物を支持する支持方法において、円柱状を成すガイドロッドが挿入される円柱状の穴が基端側に形成された複数のピンを配置する準備工程と、前記準備工程で配置された複数の前記ピンの先端部に前記長尺物を接触させて、複数の前記ピンで前記長尺物を支持する支持工程と、を実行し、前記準備工程では、前記ピンが延びているピン延在方向が複数の前記ピン相互で揃い、且つ前記支持工程で支持されたときの前記長尺物の前記一方向に対して垂直な方向成分を有する方向を向くよう、複数の前記ピンを配置し、前記支持工程は、複数の前記ピンの先端部に前記長尺物が接触するよう、前記長尺物を配置するワーク配置工程と、前記ワーク配置工程の過程で、前記長尺物の表面に複数の前記ピンの先端部がそれぞれ接触するよう、前記ピン延在方向における前記長尺物の表面の位置に前記ピン延在方向における前記ピンの位置を追従させるピン追従工程と、前記ワーク配置工程後に、複数の前記ピンの前記ピン延在方向における位置を拘束するピン拘束工程と、を含む。

当該支持方法では、ピン追従工程を実行するため、長尺物の表面が曲面を成している場合や、長尺物の表面に複数の凹凸が形成されている場合でも、長尺物の表面に複数のピンを接触させることができる。また、当該支持方法では、ピン拘束工程を実行するため、長尺物の表面に全てのピンが接触している状態で、ピンの移動を拘束することができる。このため、当該支持方法では、長尺物を安定支持することができる。

上記目的を達成するための発明に係る他の態様としての支持方法は、
以上のいずれかの前記支持具を用いて、前記長尺物を支持する支持方法において、前記支持具を配置する準備工程と、前記準備工程で配置された前記支持具における複数の前記ピンの先端部に、前記長尺物を接触させて、複数の前記ピンで前記長尺物を支持する支持工程と、を実行し、前記準備工程では、前記ピン延在方向が前記支持工程で支持されたときの前記長尺物の前記一方向に対して垂直な方向成分を有する方向になるよう、前記支持具を配置し、前記支持工程は、複数の前記ピンの先端部に前記長尺物が接触するよう、前記長尺物を配置するワーク配置工程と、前記ワーク配置工程の過程で、前記追従機構により、前記ピン延在方向における前記長尺物の表面の位置に前記ピン延在方向における前記ピンの位置を追従させて、前記長尺物の表面に複数の前記ピンの先端部を接触させるピン追従工程と、前記ワーク配置工程後に、前記ピン拘束機構により、複数の前記ピンの前記ピン延在方向における位置を拘束するピン拘束工程と、を含む。

当該支持方法でも、ピン追従工程を実行するため、長尺物の表面が曲面を成している場合や、長尺物の表面に複数の凹凸が形成されている場合でも、長尺物の表面に複数のピンを接触させることができる。また、当該支持方法でも、ピン拘束工程を実行するため、長尺物の表面に全てのピンが接触している状態で、ピンの移動を拘束することができる。このため、当該支持方法でも、長尺物を安定支持することができる。

上記目的を達成するための発明に係る一態様としての加工方法は、
以上のいずれかの支持方法により、前記長尺物としての長尺物素材又は長尺物中間品を支持し、前記支持方法で支持されている前記長尺物素材又は前記長尺物中間品を加工する加工工程を実行する。

ここで、前記加工方法において、少なくとも前記加工工程の実行中、前記長尺物素材又は前記長尺物中間品の前記一方向における端部を把持するワーク把持工程を実行してもよい。

当該加工方法では、長尺物素材又は長尺物中間品の一方向のおける所定領域を複数のピンで支持しつつも、長尺物素材又は長尺物中間品の端部を把持することで、長尺物素材又は長尺物中間品をより安定支持することができる。このため、当該加工方法では、加工中における加工部分のビビリ振動を抑えることができる。この結果、当該加工方法では、ビビリ振動に伴う、加工済み面の表面粗さの荒れ、加工工具の損傷等を抑えることができる。

また、以上のいずれかの前記加工方法において、前記長尺物素材又は前記長尺物中間品は、前記一方向に延びる翼体と、前記翼体の前記一方向における端部に設けられている翼固定部と、を有する翼の翼素材又は翼中間品であり、前記支持工程では、前記翼素材又は前記翼中間品中で前記翼体となる翼体形成部を複数の前記ピンで支持し、前記加工工程では、前記翼体形成部であって、複数の前記ピンが接している側とは反対側を含む部分を加工してもよい。

前記ワーク把持工程を実行する前記加工方法において、前記長尺物素材又は前記長尺物中間品は、前記一方向に延びる翼体と、前記翼体の前記一方向における端部に設けられている翼固定部と、を有する翼の翼素材又は翼中間品であり、前記支持工程では、前記翼素材又は前記翼中間品中で前記翼体となる翼体形成部を複数の前記ピンで支持し、前記ワーク把持工程では、前記翼素材又は前記翼中間品中で前記翼固定部となる翼固定形成部又は前記翼固定部を把持し、前記加工工程では、前記翼体形成部であって、複数の前記ピンが接している側とは反対側を含む部分を加工してもよい。

本発明に係る一態様では、長尺物を安定支持することができる。

本発明に係る第一実施形態における加工装置の翼素材を加工する際の側面図である。 本発明に係る第一実施形態における加工装置の翼中間品を加工する際の側面図である。 本発明に係る第一実施形態における支持具の断面図である。 図３におけるＩＶ矢視図である。 本発明に係る第一実施形態におけるサポートシリンダの断面図である。 本発明における第一実施形態における加工方法の手順を示すフローチャートである。 本発明に係る第一実施形態における長尺物としての翼の斜視図である。 本発明に係る第二実施形態における検査方法を示す説明図である。

以下、本発明に係る各種実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

「第一実施形態」
まず、本実施形態で扱う長尺物について説明する。
本実施形態で扱う長尺物は、図７に示すように、翼１、この翼１を形成するための金属製の翼素材１ａ、及びこの翼素材１ａから翼１を形成する過程の翼中間品１ｂである。これら翼素材１ａ、翼中間品１ｂは、いずれも一方向に長い物である。なお、以下では、翼１、翼素材１ａ及び翼中間品１ｂを総称して、翼形成品１ｄとする。

翼１は、一方向である長手方向Ｄｗに長い翼体２と、この翼体２の長手方向Ｄｗにおける端部に設けられている翼根３と、を有する。翼体２の表面は三次元曲面を成している。翼根３は、例えば、回転機械のロータ軸に固定される部分で、言い換えると翼固定部である。なお、本願では、翼１をある部材に固定する翼１の一部を翼根としている。このため、例えば、回転機械のケーシングに翼１を固定する部分も、本願では翼根として扱う。翼素材１ａは、その外形が翼１の外形よりも大きい直方体形状を成している。

翼素材１ａを翼１に加工する加工装置Ｍは、図１及び図２に示すように、翼形成品１ｄを支持する支持具１０と、この支持具１０に駆動用の流体を供給する流体供給器４０、と、翼素材１ａを加工する加工機５０と、流体供給器４０や加工機５０を制御する制御装置（図示されていない）を備えている。ここで、鉛直方向をＺ方向、Ｚ方向に対して垂直な方向をＹ方向、Ｚ方向及びＹ方向に垂直な方向をＸ方向とする。

加工機５０は、ベース５１と、翼形成品１ｄの長手方向Ｄｗにおける端部を把持するワーク把持機５２と、ベース５１に対してワーク把持機５２を相対移動させる把持機移動機構５３と、ベース５１に対して支持具１０を相対移動させる支持具移動機構５４と、翼素材１ａを加工する加工工具を駆動する工具駆動機構５５と、工具駆動機構５５で少なくとも加工工具が装着される部分をベース５１に対して相対移動させる工具移動機構５６と、を有する。

把持機移動機構５３は、ベース５１に対してワーク把持機５２を、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向、さらにＹ方向の延びるワーク把持機５２の把持軸Ａｇを基準にした周方向に、少なくとも相対移動させる。支持具移動機構５４は、ベース５１に対して支持具１０を、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に、少なくとも相対移動させる。工具駆動機構５５は、円板又は円柱状の加工工具５９が装着されるスピンドル５５ｓと、このスピンドル５５ｓを回転させるスピンドル回転機構５５ｄと、を有する。工具移動機構５６は、工具駆動機構５５中の少なくともスピンドル５５ｓを、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に、少なくとも相対移動させる。

流体供給器４０は、一定圧以上の圧力の流体を吐出する流体吐出源４１と、流体吐出源４１からの流体を支持具１０に導く流体ライン４２と、この流体ライン４２中に設けられている流体調節弁４３と、を有する。なお、流体吐出源４１が吐出する流体としては、空気等の気体でも、油等の液体でもよい。

支持具１０は、図３及び図４に示すように、複数のサポートシリンダ２０と、複数のサポートシリンダ２０が取り付けられているシリンダ台１１と、を有する。この例では、４つのサポートシリンダ２０がシリンダ台１１に取り付けられている。

サポートシリンダ２０は、ピン２１と、ピン２１が延びているピン延在方向Ｄｐに変位可能にピン２１の基端部を覆うケーシング２５と、ピン延在方向Ｄｐにおける翼形成品１ｄの表面位置の移動にピン延在方向Ｄｐにおけるピン２１の位置を追従させる追従機構３１と、ケーシング２５に対するピン２１のピン延在方向Ｄｐにおける相対位置を拘束するピン拘束機構３５と、を有する。ここで、ピン延在方向Ｄｐの一方側を先端側、この反対側を基端側とする。

ケーシング２５には、図５に示すように、ピン２１の基端側の部分であるピン基端部と、追従機構３１と、ピン拘束機構３５とが配置されると共に、流体供給器４０からの流体が流入するシリンダ室２６が形成されている。ケーシング２５には、シリンダ室２６内からピン延在方向Ｄｐに貫通してピン２１が挿入されるピン孔２７と、シリンダ室２６内に流体供給器４０からの流体を受け入れる流入口２８とが形成されている。

ピン２１は、ピン延在方向Ｄｐに延びる軸を中心として円筒状を成すピン本体２２と、翼形成品１ｄに接する接触座２４と、を有する。ピン本体２２には、基端側から先端側に向かって凹む円柱状の穴２３が形成されている。接触座２４は、ピン延在方向Ｄｐにおけるピン本体２２の先端側に固定されている。この接触座２４は、ピン延在方向Ｄｐにおける先端側の開口を塞ぐ。よって、この接触座２４は、ピン２１の先端部を形成する。

追従機構３１は、ピン延在方向Ｄｐにおけるピン２１の移動をガイドするガイドロッド３２と、ピン２１をピン延在方向Ｄｐであってケーシング２５から突出する側に付勢する弾性部材としてのバネ３３と、を有する。ガイドロッド３２は、円柱状を成し、ケーシング２５の基端側を形成する底部からシリンダ室２６内をピン延在方向Ｄｐに延びている。このガイドロッド３２の先端側の部分は、ピン本体２２の穴２３内に挿入されている。バネ３３は、ピン本体２２の穴２３内であってガイドロッド３２と接触座２４との間に配置されている。このバネ３３は、ピン２１が最大突出位置に位置しているときでも、接触座２４及びガイドロッド３２に接している。バネ３３は、最大突出位置に位置しているピン２１に対して、ピン延在方向Ｄｐにおける基端側を向く荷重がかかると縮み、ピン延在方向Ｄｐにおける先端側に付勢力を発生する。

ピン２１の基端部の外周は、円筒状のコレット３６で覆われている。このコレット３６は、外周側から内周側に向かって弾性変形可能に形成されている。このコレット３６の外周側とケーシング２５の内周面との間は、流体供給器４０からの流体が流入する流体室２９を形成している。ピン拘束機構３５は、コレット３６と、ケーシング２５内の流体室２９と、ケーシング２５に形成されている流入口２８とで構成されている。ケーシング２５の流入口２８から流体室２９に、一定圧力の流体が供給されると、この流体の圧力により、コレット３６が内周側に向かって弾性変形し、ピン２１の基端部を把持する。このコレット３６によるピン２１の把持により、ピン２１は、ピン延在方向Ｄｐに移動不能に拘束される。すなわち、このコレット３６は、ピン把持部材を構成する。

シリンダ台１１には、図３及び図４に示すように、複数のサポートシリンダ２０の各ケーシング２５が埋め込まれて固定されている。複数のサポートシリンダ２０の各ピン２１におけるピン延在方向Ｄｐは、シリンダ台１１にケーシング２５が固定されている状態で、互いに揃っている。つまり、各ピン２１におけるピン延在方向Ｄｐは、同じ方向である。なお、各ピン２１におけるピン延在方向Ｄｐは、同じ方向でなくてもよい。さらに、複数のサポートシリンダ２０の各ピン２１のピン延在方向Ｄｐにおける位置は、各ピン２１が最大突出位置に位置している状態で、互いに同じである。

シリンダ台１１には、流体供給器４０の流体ライン４２からの流体を受け入れて、複数のサポートシリンダ２０における各ケーシング２５の流入口２８に流体を導く流路１２が形成されている。この流路１２は、流体供給器４０の流体ライン４２に接続され、この流体ライン４２からの流体を受け入れる主流路１３と、主流路１３から複数のサポートシリンダ２０毎に分岐して各ケーシング２５の流入口２８に接続されている分岐流路１４と、を有する。このため、シリンダ台１１に接続される流体ライン４２を、複数のサポートシリンダ２０毎に設ける必要が無く、この流体ライン４２を統合化できる。

なお、支持装置は、以上で説明した加工装置Ｍの構成要素のうち、支持具１０、支持具移動機構５４、ワーク把持機５２、把持機移動機構５３、及びベース５１により構成されている。

次に、以上で説明した加工装置Ｍを用いて、翼素材１ａを翼１に加工する加工手順について、図６に示すフローチャートに従って説明する。

まず、図１に示すように、支持具１０をベース５１上の所定位置に配置する（Ｓ１：初期準備工程）。この初期準備工程（Ｓ１）では、支持具１０を加工機５０の支持具移動機構５４に固定する。次に、支持具移動機構５４を駆動し、後述の加工工程（Ｓ７）で翼素材１ａを加工している際に、支持具１０における複数のピン２１の全てが翼素材１ａに接触し得る所定位置に、この支持具１０を配置する。支持具１０が所定位置に配置されると、本実施形態において、複数のサポートシリンダ２０の各ピン２１のピン延在方向Ｄｐは、Ｚ方向、つまり鉛直方向になる。

次に、翼素材１ａを加工機５０のワーク把持機５２で把持する（Ｓ２：ワーク把持工程）。このワーク把持工程（Ｓ２）では、翼素材１ａの長手方向Ｄｗの端部であって、翼根（翼固定部）３となる翼根形成部（翼固定形成部）３ａを把持する。

次に、把持機移動機構５３を駆動し、ワーク把持機５２と共に、このワーク把持機５２で把持されている翼素材１ａを後述の加工工程（Ｓ７）で加工する所定位置に配置する（Ｓ４：ワーク配置工程）。翼素材１ａが所定位置に配置されると、本実施形態において、翼素材１ａの長手方向Ｄｗは、Ｙ方向になる。つまり、翼素材１ａの長手方向Ｄｗは、Ｚ方向に垂直な水平方向になり、所定位置に配置された支持具１０における各ピン２１のピン延在方向Ｄｐに対して垂直な方向になる。

このワーク配置工程（Ｓ４）の過程で、翼素材１ａ中で翼体２となる翼体形成部２ａにおける下向きの表面には、複数のピン２１の各接触座２４が順次接する。ピン２１の接触座２４が翼素材１ａの表面に接すると、サポートシリンダ２０の追従機構３１により、ピン延在方向Ｄｐにおける翼素材１ａの表面の位置の移動に、ピン延在方向Ｄｐにおけるピン２１の位置が追従する（Ｓ５：ピン追従工程）。このピン追従工程（Ｓ５）中、ピン２１の接触座２４は翼素材１ａの表面に接触し続ける。

ワーク配置工程（Ｓ４）の完了後、流体供給器４０から支持具１０に流体を供給する。この流体は、シリンダ台１１の主流路１３及び分岐流路１４を経て、複数のサポートシリンダ２０の流体室２９内に流入し、コレット３６を内周側に弾性変形させる。この結果、コレット３６は、ピン２１の基端部を把持し、ピン２１をピン延在方向Ｄｐへ移動不能に拘束する（Ｓ６：ピン拘束工程）。

翼素材１ａを支持する支持工程（Ｓ３）では、以上で説明したワーク配置工程（Ｓ４）、ピン追従工程（Ｓ５）及びピン拘束工程（Ｓ６）が実行される。この支持工程（Ｓ３）では、翼体形成部２ａにおける下向きの表面に、支持具１０における全てのピン２１の接触座２４が接して、この支持具１０が翼素材１ａを下方から支持する。

支持工程（Ｓ３）の完了後、スピンドル５５ｓに加工工具５９が装着されている工具駆動機構５５を駆動して、加工工具５９を回転させると共に、工具移動機構５６を駆動して、翼素材１ａ中の翼体形成部２ａにおける上側の部分を加工する（Ｓ７：加工工程（Ｓ７））。

この加工工程（Ｓ７）中、翼素材１ａは、ワーク把持機５２で把持されつつ、支持具１０で支持されている。加工工程（Ｓ７）中、支持具１０を一切に移動させなくてもよいが、移動させてもよい。例えば、加工中における加工工具５９の移動過程で、加工工具５９と支持具１０とがピン延在方向Ｄｐで対向しなくなると、両者が対向するように支持具１０を移動させてもよい。この際、加工工具５９の移動を停止し、一旦加工を中止すると共に、支持具１０のピン２１拘束を解除してから、加工工具５９と対向するよう支持具１０を移動させる。その後、支持具１０のピン２１を拘束してから、再び、加工工具５９による加工を開始する。

この加工工程（Ｓ７）の完了で、翼素材１ａ中の翼体形成部２ａにおける上側の部分が加工される。上側の部分が加工された翼素材１ａは、翼中間品１ｂ（図２参照）となる。

次に、翼中間品１ｂ中の翼体形成部２ａにおける下側の部分を加工するために、中間準備工程（Ｓ９）を実行する。この中間準備工程（Ｓ９）では、把持機移動機構５３を駆動し、ワーク把持機５２と共に、このワーク把持機５２で把持されている翼中間品１ｂを上方に移動させて、支持具１０と翼中間品１ｂとを離す。支持具１０と翼中間品１ｂとが離れると、支持具１０のピン２１拘束を解除する。次に、把持機移動機構５３をさらに駆動し、ワーク把持機５２と共に、このワーク把持機５２で把持されている翼中間品１ｂを、ワーク把持機５２の把持軸Ａｇを中心として反転させる。この結果、翼中間品１ｂ中で下側の部分が上側の部分になり、上側の部分が下側の部分になる。次に、支持具移動機構５４を駆動し、翼中間品１ｂ中で上側の部分になった未加工部分の加工に適切な所定位置に翼中間品１ｂを位置させた際、支持具１０における複数のピン２１が翼中間品１ｂの下面に接触し得る位置に支持具１０を移動させる。以上で中間準備工程（Ｓ９）が完了する。

中間準備工程（Ｓ９）が完了すると、図２に示すように、前述の支持工程（Ｓ３）を実行する。すなわち、把持機移動機構５３を駆動し、ワーク把持機５２と共に、このワーク把持機５２で把持されている翼中間品１ｂをこの後の加工工程（Ｓ７）で加工する所定位置に配置する（Ｓ４：ワーク配置工程）。このワーク配置工程（Ｓ４）でも、本実施形態において、翼中間品１ｂの長手方向ＤｗはＹ方向になる。

このワーク配置工程（Ｓ４）の過程で、翼中間品１ｂ中で翼体２となる翼体形成部２ａにおける下向きの表面には、複数のピン２１の各接触座２４が順次接する。このワーク配置工程（Ｓ４）の過程でも、ピン２１の接触座２４が翼素材１ａの表面に接すると、サポートシリンダ２０の追従機構３１により、ピン延在方向Ｄｐにおける翼素材１ａの表面の位置の移動に、ピン延在方向Ｄｐにおけるピン２１の位置が追従する（Ｓ５：ピン追従工程）。翼中間品１ｂ中の翼体形成部２ａにおける下向きの表面は、既に加工してある面であるため、三次元曲面を成している。しかしながら、このピン追従工程（Ｓ５）の実行で、複数のピン２１の接触座２４の全ては、翼中間品１ｂの下向きの表面に接触する。ワーク配置工程（Ｓ４）の完了後、流体供給器４０から支持具１０に流体を供給し、支持具１０における複数のピン２１の全てをピン延在方向Ｄｐへ移動不能に拘束する（Ｓ６：ピン拘束工程）。

支持工程（Ｓ３）の完了後、工具駆動機構５５を駆動して、加工工具５９を回転させると共に、工具移動機構５６を駆動して、翼素材１ａ中の翼体形成部２ａにおける上側の部分を加工する（Ｓ７：加工工程（Ｓ７））。

この加工工程（Ｓ７）の完了で、翼体２の加工が完了すれば（Ｓ８でＹＥＳ）、一連の処理が終了する。なお、以上の加工が粗加工であり、さらに仕上加工を行う場合には、再び、中間準備工程（Ｓ９）を経て、支持工程（Ｓ３）、加工工程（Ｓ７）を実行する。中間準備工程（Ｓ９）では、必要に応じて、加工工具５９を交換する。

以上、本実施形態の支持具１０は、複数のサポートシリンダ２０のそれぞれが追従機構３１を有しているため、翼形成品１ｄ等の長尺物の表面が曲面を成している場合や、長尺物の表面に複数の凹凸が形成されている場合でも、長尺物の表面に複数のピン２１を接触させることができる。また、本実施形態の支持具１０は、複数のサポートシリンダ２０のそれぞれがピン拘束機構３５を有しているため、長尺物の表面に全てのピン２１が接触している状態で、ピン２１の移動を拘束することができる。このため、本実施形態の支持具１０は、翼形成品１ｄ等の長尺物を安定支持することができる。

しかも、本実施形態では、加工工程（Ｓ７）中、支持具１０で翼体形成部２ａを支持しつつも、翼形成品１ｄの長手方向Ｄｗの端部である翼根形成部３ａをワーク把持機５２で把持しているので、翼形成品１ｄの全体を極めて安定支持することができる。

このため、本実施形態では、加工中における加工部分のビビリ振動（Chatter Vibration）を抑えることができる。この結果、本実施形態では、ビビリ振動に伴う、加工済み面の表面粗さの荒れ、加工工具５９の損傷等を抑えることができる。

なお、上記実施形態では、初期準備工程（Ｓ１）完了後及び中間準備工程（Ｓ９）完了後における各ピン２１のピン延在方向Ｄｐが鉛直方向になる。しかしながら、これは一例であり、初期準備工程（Ｓ１）完了後及び中間準備工程（Ｓ９）完了後における各ピン２１のピン延在方向Ｄｐは、他の方向になってもよい。また、上記実施形態では、ワーク配置工程（Ｓ４）完了後の翼形成品１ｄの長手方向Ｄｗは、ピン延在方向Ｄｐに対して垂直な方向である。しかしながら、ワーク配置工程（Ｓ４）完了後の翼形成品１ｄの長手方向Ｄｗは、ピン延在方向Ｄｐに対して垂直な方向成分を有する方向であれば、垂直な方向でなくてもよい。

また、上記実施形態では、翼形成品１ｄ中の翼体形成部２ａを加工する際、翼形成品１ｄ中で未加工の翼根形成部３ａを把持している。しかしながら、翼形成品１ｄ中の翼体形成部２ａを加工する際、加工完了後の翼根３を把持してもよい。

また、上記実施形態では、翼素材１ａから翼１を加工する例である。しかしながら、長尺物であれば、この例に限定されない。

「第二実施形態」
上記第一実施形態は、長尺物の加工に際して支持具１０を用いる例である。本実施形態では、長尺物の検査に際して支持具１０を用いる例である。

本実施形態でも、上記第一実施形態における加工手順と基本的に同様に検査を行う。すなわち、初期準備工程、支持工程、検査工程を行う。さらに、必要に応じて中間準備工程、再度の支持工程、再度の検査工程を行う。また、本実施形態の支持工程でも、上記第一実施形態と同様、ワーク配置工程、ピン追従工程及びピン拘束工程を実行する。

初期準備工程では、図８に示すように、複数の支持具１０を一定の方向Ｄｗに並べて配置する。この際、複数の支持具１０における各ピン２１のピン延在方向Ｄｐは、互いに揃っている。支持工程中のワーク配置工程では、長尺物１ｃの長手方向Ｄｗが複数の支持具１０が並んでいる方向になるよう、長尺物１ｃを配置する。

本実施形態におけるワーク配置工程の過程でも、長尺物１ｃの表面に、複数の支持具１０の各ピン２１が順次接する。ピン２１が長尺物１ｃの表面に接すると、サポートシリンダ２０の追従機構３１により、ピン延在方向Ｄｐにおける長尺物１ｃの表面の位置の移動に、ピン延在方向Ｄｐにおけるピン２１の位置が追従する（ピン追従工程）。ワーク配置工程の完了後、上記実施形態と同様に、複数の支持具１０における各ピン２１のピン延在方向Ｄｐへ移動不能に拘束する（ピン拘束工程）。

支持工程の完了後、この長尺物１ｃに対する検査工程を実行する。検査工程の検査内容としては、例えば、長尺物１ｃの表面粗さ検査、長尺物１ｃの形状検査、長尺物１ｃが溶接部を有するものであれば溶接部の検査等の各種検査がある。例えば、プローブ９を用いる検査の場合、長尺物１ｃの表面中で、下側の表面を除く部分にプローブ９を接触させる。

以上、本実施形態では、複数の支持具１０における複数のピン２１の全てが長尺物１ｃに接した状態で、この長尺物１ｃを支持することができる。このため、長尺物１ｃを安定支持することができる。

しかも、本実施形態では、複数の支持具１０で長尺物１ｃを支持するので、長尺物１ｃの全体を極めて安定支持することができる。

このため、本実施形態では、検査工程で精密な検査をおこなうことができる。

以上のように、長尺物を加工する場合のみならず、長尺物を検査する場合にも、支持具１０を用いてもよい。また、例えば、単に長尺物を展示等する場合に、支持具１０を用いて、この長尺物を支持してもよい。

本実施形態では、複数の支持具１０を用いて長尺物１ｃを支持している。上記第一実施形態でも、本実施形態と同様に、複数の支持具１０を用いて翼形成品１ｄを支持してもよい。

１：翼（長尺物）、１ａ：翼素材（長尺物）、１ｂ：翼中間品（長尺物）、１ｃ：長尺物、１ｄ：翼形成品（長尺物）、２：翼体、２ａ：翼体形成部、３：翼根（翼固定部）、３ａ：翼根形成部（翼固定形成部）、１０：支持具、１１：シリンダ台、１２：流路、１３：主流路、１４：分岐流路、２０：サポートシリンダ、２１：ピン、２２：ピン本体、２３：穴、２４：接触座（先端部）、２５：ケーシング、２６：シリンダ室、２８：流入口、２９：流体室、３１：追従機構、３２：ガイドロッド、３３：バネ、３５：ピン拘束機構、３６：コレット（ピン把持部材）、４０：流体供給器、５０：加工機、５１：ベース、５２：ワーク把持機、５３：把持機移動機構、５４：支持具移動機構、５５：工具駆動機構、５６：工具移動機構、Ｍ：加工装置

Claims (14)

1. 一方向に長い長尺物を支持する支持具において、
   前記一方向に対して垂直な方向成分を有する方向から、前記長尺物を支持する複数のシリンダと、
   複数のシリンダが取り付けられているシリンダ台と、
   を備え、
   前記シリンダは、ピンと、前記ピンが延びているピン延在方向に変位可能に前記ピンの基端部を覆うケーシングと、前記ピンの先端側に配置された前記長尺物の表面に前記ピンの先端部が接触するよう、前記ピン延在方向における前記長尺物の表面の位置に前記ピン延在方向における前記ピンの位置を追従させる追従機構と、前記ケーシングに対する前記ピンの前記ピン延在方向における相対位置を拘束するピン拘束機構と、を有し、
   複数の前記シリンダのそれぞれの前記ケーシングは、前記シリンダ台に固定され、
   前記ピンには、基端側に円柱状の穴が形成され、
   前記追従機構は、前記ケーシング内に配置され、前記穴内に挿入される、円柱状を成すガイドロッドと、前記穴内であって前記ガイドロッドと前記ピンとの間に配置され、前記ガイドロッドに沿って伸縮して、前記ピンを前記ピン延在方向であって前記ケーシングから突出する側に付勢する弾性部材と、を有する、
   支持具。
2. 請求項１に記載の支持具において、
   前記ピン拘束機構は、前記ケーシング内に配置され、流体圧を受けて変形して前記ピンを把持して、前記ケーシングに対する前記ピンの前記ピン延在方向における相対位置を拘束するピン把持部材を有する、
   支持具。
3. 請求項１又は２に記載の支持具において、
   前記ケーシングには、前記ピン把持部材を変形させる流体を内部に受け入れる流入口が形成され、
   前記シリンダ台には、外部からの前記流体を受け入れて、前記ケーシングの前記流入口に前記流体を導く流路が形成されている、
   支持具。
4. 請求項３に記載の支持具において、
   前記流路は、前記流体を外部から受け入れる主流路と、複数の前記シリンダ毎に設けられ、前記主流路から分岐して複数の前記ケーシングの前記流入口に接続されている分岐流路と、を有する、
   支持具。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の支持具と、
   前記長尺物の前記一方向における端部を把持するワーク把持機と、
   前記ワーク把持機の向き及び前記ワーク把持機の位置を変える把持機移動機構と、
   を備える支持装置。
6. 請求項５に記載の支持装置において、
   前記把持機移動機構が取り付けられているベースと、
   前記ベースに対して前記支持具を相対移動させる支持具移動機構と、
   を備える支持装置。
7. 請求項１から４のいずれか一項に記載の支持具と、
   前記支持具により支持された前記長尺物を加工する加工工具が装着され、前記加工工具を駆動する工具駆動機構と、
   前記工具駆動機構で少なくとも前記加工工具が装着される部分を移動させる工具移動機構と、
   を備える加工装置。
8. 請求項５又は６に記載の支持装置と、
   前記ワーク把持機により把持され且つ前記支持具により支持された前記長尺物を加工する加工工具が装着され、前記加工工具を駆動する工具駆動機構と、
   前記工具駆動機構で少なくとも前記加工工具が装着される部分を移動させる工具移動機構と、
   を備える加工装置。
9. 一方向に長い長尺物を支持する支持方法において、
   円柱状を成すガイドロッドが挿入される円柱状の穴が基端側に形成された複数のピンと、前記ピンが延びているピン延在方向に変位可能に前記ピンの基端部を覆うケーシングと、前記ケーシング内に配置され、前記穴内に挿入される、円柱状を成すガイドロッドと、前記穴内であって前記ガイドロッドと前記ピンとの間に配置され、前記ガイドロッドに沿って伸縮して、前記ピンを前記ピン延在方向であって前記ケーシングから突出する側に付勢する弾性部材と、を配置する準備工程と、
   前記準備工程で配置された複数の前記ピンの先端部に前記長尺物を接触させて、複数の前記ピンで前記長尺物を支持する支持工程と、
   を実行し、
   前記準備工程では、前記ピンが延びているピン延在方向が複数の前記ピン相互で揃い、且つ前記支持工程で支持されたときの前記長尺物の前記一方向に対して垂直な方向成分を有する方向を向くよう、複数の前記ピンを配置し、
   前記支持工程は、
   複数の前記ピンの先端部に前記長尺物が接触するよう、前記長尺物を配置するワーク配置工程と、
   前記ワーク配置工程の過程で、前記長尺物の表面に複数の前記ピンの先端部がそれぞれ接触するよう、前記ピン延在方向における前記長尺物の表面の位置に前記ピン延在方向における前記ピンの位置を追従させるピン追従工程と、
   前記ワーク配置工程後に、複数の前記ピンの前記ピン延在方向における位置を拘束するピン拘束工程と、
   を含む、
   支持方法。
10. 請求項１から４のいずれか一項に記載の支持具を用いて、前記長尺物を支持する支持方法において、
    前記支持具を配置する準備工程と、
    前記準備工程で配置された前記支持具における複数の前記ピンの先端部に、前記長尺物を接触させて、複数の前記ピンで前記長尺物を支持する支持工程と、
    を実行し、
    前記準備工程では、前記ピン延在方向が前記支持工程で支持されたときの前記長尺物の前記一方向に対して垂直な方向成分を有する方向になるよう、前記支持具を配置し、
    前記支持工程は、
    複数の前記ピンの先端部に前記長尺物が接触するよう、前記長尺物を配置するワーク配置工程と、
    前記ワーク配置工程の過程で、前記追従機構により、前記ピン延在方向における前記長尺物の表面の位置に前記ピン延在方向における前記ピンの位置を追従させて、前記長尺物の表面に複数の前記ピンの先端部を接触させるピン追従工程と、
    前記ワーク配置工程後に、前記ピン拘束機構により、複数の前記ピンの前記ピン延在方向における位置を拘束するピン拘束工程と、
    を含む、
    支持方法。
11. 請求項９又は１０に記載の支持方法により、前記長尺物としての長尺物素材又は長尺物中間品を支持し、
    前記支持方法で支持されている前記長尺物素材又は前記長尺物中間品を加工する加工工程を実行する、
    加工方法。
12. 請求項１１に記載の加工方法において、
    少なくとも前記加工工程の実行中、前記長尺物素材又は前記長尺物中間品の前記一方向における端部を把持するワーク把持工程を実行する、
    加工方法。
13. 請求項１１又は１２に記載の加工方法において、
    前記長尺物素材又は前記長尺物中間品は、前記一方向に延びる翼体と、前記翼体の前記一方向における端部に設けられている翼固定部と、を有する翼の翼素材又は翼中間品であり、
    前記支持工程では、前記翼素材又は前記翼中間品中で前記翼体となる翼体形成部を複数の前記ピンで支持し、
    前記加工工程では、前記翼体形成部であって、複数の前記ピンが接している側とは反対側を含む部分を加工する、
    加工方法。
14. 請求項１２に記載の加工方法において、
    前記長尺物素材又は前記長尺物中間品は、前記一方向に延びる翼体と、前記翼体の前記一方向における端部に設けられている翼固定部と、を有する翼の翼素材又は翼中間品であり、
    前記支持工程では、前記翼素材又は前記翼中間品中で前記翼体となる翼体形成部を複数の前記ピンで支持し、
    前記ワーク把持工程では、前記翼素材又は前記翼中間品中で前記翼固定部となる翼固定形成部又は前記翼固定部を把持し、
    前記加工工程では、前記翼体形成部であって、複数の前記ピンが接している側とは反対側を含む部分を加工する、
    加工方法。

Images