(57)【要約】【課題】段取計画図の作成が短時間で済み、支柱の位置変更が容易に行え、ワークの芯出し作業にあまり労力や時間を必要としないワーク機械加工設備を得る。【解決手段】ワーク１１の外形形状及び外形寸法、１１を機械加工する際に１１を載置するためのものであって、各々がＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能な複数の支柱５１の外形形状及び外形寸法を入力する入力手段２と、２により入力された情報の寸法解析を行い、１１と各支柱５１との段取位置関係を示した段取計画図を作成する演算手段３と、３で作成された段取計画図を出力する出力手段４と、４から得られる段取計画図に基き、各１１を、回転駆動源と、該回転駆動源の回転運動を直進運動に変換するボールネジによりＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に各々指令値に応じて移動する構成とした位置決め装置５と、１１の加工すべき所定の平面に機械加工を行うＮＣ装置６を備えたもの。【選択図】      図１
2005342806.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンケーシングなどのワークの所定の平面を機械加工する際に、該ワークを載置するための複数の支柱を備え、該各支柱を、回転駆動源と、該回転駆動源の回転運動を直進運動に変換する変換機構により、又は流体シリンダによってＸ軸方向及びＹ軸方向並びにＺ軸方向に各々指令値に応じて移動する構成とした位置決め装置。
【請求項２】
入力手段と、演算手段と、出力手段とを備え、
前記入力手段は機械加工すべきタービンケーシングなどのワークの外形形状及び外形寸法と、前記ワークを機械加工する際に前記ワークを載置するためのものであって、各々がＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能な複数の支柱の外形形状及び外形寸法を前記演算手段に入力するものであり、
前記演算手段は前記入力手段により入力された情報の寸法解析を行い、前記ワークと前記各支柱との段取位置関係を示した段取計画図を作成するものであり、
前記出力手段は前記演算手段で作成された段取計画図を出力するものである段取計画図作成装置。
【請求項３】
入力手段と、演算手段と、出力手段とを備え、
前記入力手段は機械加工すべきタービンケーシングなどのワークの外形形状及び外形寸法と、前記ワークを機械加工する際に前記ワークを載置するためのものであって、各々がＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能な複数の支柱の外形形状及び外形寸法と、前記ワークの長さ方向の高さである傾きを計測した傾き計測値を前記演算手段に入力するものであり、
前記演算手段は前記入力手段により入力された情報の寸法解析を行い、前記ワークと前記各支柱との段取位置関係並びに前記ワークの傾きを考慮した段取計画図を作成するものであり、
前記出力手段は前記演算手段で作成された段取計画図を出力するものである段取計画図作成装置。
【請求項４】
入力手段と、演算手段と、出力手段とを備え、
前記入力手段は機械加工すべきタービンケーシングなどのワークの外形形状及び外形寸法と、前記ワークを機械加工する際に前記ワークを載置するためのものであって、各々がＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能な複数の支柱の外形形状及び外形寸法と、前記ワークの重量を前記演算手段に入力するものであり、
前記演算手段は前記入力手段により入力された情報により寸法解析並びに撓み解析を行い、前記ワークと前記各支柱との段取位置関係並びに前記撓み解析で得られた最大撓み位置と大きさを示した段取計画図を作成するものであり、
前記出力手段は前記演算手段で作成された段取計画図を出力するものである段取計画図作成装置。
【請求項５】
入力手段と、演算手段と、出力手段とを備え、
前記入力手段は機械加工すべきタービンケーシングなどのワークの外形形状及び外形寸法と、前記ワークを機械加工する際に前記ワークを載置するためのものであって、各々がＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能な複数の支柱の外形形状及び外形寸法と、前記ワークの長さ方向の高さである傾きを計測した傾き計測値、更には前記ワークの重量を前記演算手段に入力するものであり、
前記演算手段は前記入力手段により入力された情報の寸法解析並びに撓み解析を行い、前記ワークと前記各支柱との段取位置関係並びに前記ワークの傾きを考慮し、且つ前記撓み解析で得られた最大撓み位置と大きさを示した段取計画図を作成するものであり、
前記出力手段は前記演算手段で作成された段取計画図を出力するものである段取計画図作成装置。
【請求項６】
入力手段と、演算手段と、出力手段とを備え、
前記入力手段は機械加工すべきタービンケーシングなどのワークの外形形状及び外形寸法と、前記ワークを機械加工する際に前記ワークを載置するためのものであって、各々がＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能な複数の支柱の外形形状及び外形寸法と、前記ワークの重量、更に気温と機械加工に伴う機械加工熱を前記演算手段に入力するものであり、
前記演算手段は前記入力手段により入力された情報により寸法解析並びに撓み解析及び熱解析を行い、前記ワークと前記各支柱との段取位置関係並びに前記撓み解析で得られた最大撓み位置と大きさ及び前記熱解析で得られた熱による撓み変形を示した段取計画図を作成するものであり、
前記出力手段は前記演算手段で作成された段取計画図を出力するものである段取計画図作成装置。
【請求項７】
入力手段と、演算手段と、出力手段とを備え、
前記入力手段は機械加工すべきタービンケーシングなどのワークの外形形状及び外形寸法と、前記ワークを機械加工する際に前記ワークを載置するためのものであって、各々がＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能な複数の支柱の外形形状及び外形寸法と、前記ワークを機械加工する際に前記ワークを載置する複数の支柱の外形形状、外形寸法並びに前記ワークの長さ方向の高さである傾きを計測した傾き計測値、更には前記ワークの重量、更に気温と機械加工に伴う機械加工熱をを前記演算手段に入力するものであり、
前記演算手段は前記入力手段により入力された情報の寸法解析並びに撓み解析及び熱解析を行い、前記ワークと前記各支柱との段取位置関係並びに前記ワークの傾きを考慮し、且つ前記撓み解析で得られた最大撓み位置と大きさ及び前記熱解析で得られた熱による撓み変形を示した段取計画図を作成するものであり、
前記出力手段は前記演算手段で作成された段取計画図を出力するものである段取計画図作成装置。
【請求項８】
機械加工すべきタービンケーシングなどのワークの外形形状及び外形寸法と、前記ワークを機械加工する際に前記ワークを載置するためのものであって、各々がＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能な複数の支柱の外形形状及び外形寸法を前記演算手段に入力する前記入力手段と、前記入力手段により入力された情報の寸法解析を行い、前記ワークと前記各支柱との段取位置関係を示した段取計画図を作成する演算手段と、前記演算手段で作成された段取計画図を出力する出力手段とを備えた段取計画図作成装置と、
前記段取計画図作成装置から得られる段取計画図に基き、前記各支柱を、回転駆動源と、該回転駆動源の回転運動を直進運動に変換する変換機構により、又は流体シリンダによってＸ軸方向及びＹ軸方向並びにＺ軸方向に各々指令値に応じて移動する構成とした位置決め装置と、
前記ワークの加工すべき所定の平面に機械加工を行う工作機械と、
を具備したワーク機械加工設備。
【請求項９】
機械加工すべきタービンケーシングなどのワークの外形形状及び外形寸法と、前記ワークを機械加工する際に前記ワークを載置するためのものであって、各々がＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能な複数の支柱の外形形状及び外形寸法と、前記ワークの長さ方向の高さである傾きを計測した傾き計測値を入力する入力手段と、前記入力手段により入力された情報の寸法解析を行い、前記ワークと前記各支柱との段取位置関係並びに前記ワークの傾きを考慮した段取計画図を作成する演算手段と、前記演算手段で作成された段取計画図を出力する出力手段とを備えた段取計画図作成装置と、
前記段取計画図作成装置から得られる段取計画図に基き、前記各支柱を、回転駆動源と、該回転駆動源の回転運動を直進運動に変換する変換機構により、又は流体シリンダによってＸ軸方向及びＹ軸方向並びにＺ軸方向に各々指令値に応じて移動する構成とした位置決め装置と、
前記ワークの加工すべき所定の平面に機械加工を行う工作機械と、
を具備したワーク機械加工設備。
【請求項１０】
機械加工すべきタービンケーシングなどのワークの外形形状及び外形寸法と、前記ワークを機械加工する際に前記ワークを載置するためのものであって、各々がＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能な複数の支柱の外形形状及び外形寸法と、前記ワークの重量を入力する入力手段と、前記入力手段により入力された情報により寸法解析並びに撓み解析を行い、前記ワークと前記各支柱との段取位置関係並びに前記撓み解析で得られた最大撓み位置と大きさを示した段取計画図を作成する演算手段と、前記演算手段で作成された段取計画図を出力する前記出力手段とを備えた段取計画図作成装置と、
前記段取計画図作成装置から得られる段取計画図に基き、複数の支柱を備え、該各支柱を、回転駆動源と、該回転駆動源の回転運動を直進運動に変換する変換機構により、又は流体シリンダによってＸ軸方向及びＹ軸方向並びにＺ軸方向に各々指令値に応じて移動する構成とした位置決め装置と、
前記ワークの加工すべき所定の平面に機械加工を行う工作機械と、
を具備したワーク機械加工設備。
【請求項１１】
機械加工すべきタービンケーシングなどのワークの外形形状及び外形寸法と、前記ワークを機械加工する際に前記ワークを載置するためのものであって、各々がＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能な複数の支柱の外形形状及び外形寸法と、前記ワークの長さ方向の高さである傾きを計測した傾き計測値、更には前記ワークの重量を入力する入力手段と、前記入力手段により入力された情報の寸法解析並びに撓み解析を行い、前記ワークと前記各支柱との段取位置関係並びに前記ワークの傾きを考慮し、且つ前記撓み解析で得られた最大撓み位置と大きさを示した段取計画図を作成する演算手段と、前記演算手段で作成された段取計画図を出力する出力手段とを備えた段取計画図作成装置と、
前記段取計画図作成装置から得られる段取計画図に基き、前記各支柱を、回転駆動源と、該回転駆動源の回転運動を直進運動に変換する変換機構により、又は流体シリンダによってＸ軸方向及びＹ軸方向並びにＺ軸方向に各々指令値に応じて移動可能に構成した位置決め装置と、
前記ワークの加工すべき所定の平面に機械加工を行う工作機械と、
を具備したワーク機械加工設備。
【請求項１２】
機械加工すべきタービンケーシングなどのワークの外形形状及び外形寸法と、前記ワークを機械加工する際に前記ワークを載置するためのものであって、各々がＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能な複数の支柱の外形形状及び外形寸法と、前記ワークの重量、更に気温と機械加工に伴う機械加工熱を入力する入力手段と、前記入力手段により入力された情報により寸法解析並びに撓み解析及び熱解析を行い、前記ワークと前記各支柱との段取位置関係並びに前記撓み解析で得られた最大撓み位置と大きさ及び前記熱解析で得られた熱による撓み変形を示した段取計画図を作成する演算手段と、前記演算手段で作成された段取計画図を出力する出力手段とを備えた段取計画図作成装置と、
前記段取計画図作成装置から得られる段取計画図に基き、前記各支柱を、回転駆動源と、該回転駆動源の回転運動を直進運動に変換する変換機構により、又は流体シリンダによってＸ軸方向及びＹ軸方向並びにＺ軸方向に各々指令値に応じて移動する構成とした位置決め装置と、
前記ワークの加工すべき所定の平面に機械加工を行う工作機械と、
を具備したワーク機械加工設備。
【請求項１３】
機械加工すべきタービンケーシングなどのワークの外形形状及び外形寸法と、前記ワークを機械加工する際に前記ワークを載置するためのものであって、各々がＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能な複数の支柱の外形形状及び外形寸法と、前記ワークの長さ方向の高さである傾きを計測した傾き計測値、更には前記ワークの重量、更に気温と機械加工に伴う機械加工熱を入力する入力手段と、前記入力手段により入力された情報の寸法解析並びに撓み解析及び熱解析を行い、前記ワークと前記各支柱との段取位置関係並びに前記ワークの傾きを考慮し、且つ前記撓み解析で得られた最大撓み位置と大きさ及び前記熱解析で得られた熱による撓み変形を示した段取計画図を作成する演算手段と、前記演算手段で作成された段取計画図を出力する出力手段とを備えた段取計画図作成装置と、
前記段取計画図作成装置から得られる段取計画図に基き、前記各支柱を、回転駆動源と、該回転駆動源の回転運動を直進運動に変換する変換機構により、又は流体シリンダによってＸ軸方向及びＹ軸方向並びにＺ軸方向に各々指令値に応じて移動する構成とした位置決め装置と、
前記ワークの加工すべき所定の平面に機械加工を行う工作機械と、
を具備したワーク機械加工設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タービンケーシングなどの大型構造物（例えば、縦×横×高さが共に数メートルで、重さ数トンのもの）であるワーク（被加工物）を機械加工する際に使用する位置決め装置、段取計画図作成装置及びワーク機械加工設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば低圧タービンを収納するタービンケーシングは、分割構造で、上半部ケーシングと、下半部ケーシングからなり、この各々には締結ボルトで接合するための接合面を有し、この各接合面には複数の締結ボルト穴が形成され、各接合面は、タービンケーシングとしての水密性を高める上で平坦に加工する必要がある。
【０００３】
図１１はワークの一例である、タービンケーシングのうちの下半部ケーシングを示す斜視図である。これは接合面１１ａと、接合面１１ａに形成された複数の締結ボルト穴１１ｂと、縦断面１１ｃと、フィット面１１ｄを備えている。
【０００４】
ワーク１１の接合面１１ａを機械加工するため、図１０に示すように段取設備を構成する、複数の支柱１０Ａ、複数のポジショナ１５、複数の足場用支柱１０Ｂ、足場１３、手摺１４並びにこれらの段取設備を搬送設置するための図示しない天井クレーンと、図１２に示すワーク１１の接合面１１ａを実際に機械加工するガントリ型ＮＣ装置６を、図１３に示す床（定盤）７の所定の位置に設置固定する必要がある。
【０００５】
ＮＣ装置６は、左右に間隔を存して配設されているコラム６ａと、コラム６ａ間に配設されているクロスレール６ｂと、クロスレール６ｂに支持され、この長手方向に沿ってスライド可能であって上下方向に移動可能で下端部に図示しない工具が取付けられるラム６ｃを備えている。
【０００６】
実際に、ワーク１１の接合面１１ａを機械加工するために、次のように行う。始めに作図者が、ワーク１１の外形形状及び外形寸法、支柱１０Ａの外形形状及び外形寸法を少なくとも含むその他の情報を基に手動で、段取計画図を作成する。この段取計画図に基き、作業者がＮＣ装置６によりワーク１１の接合面１１ａを平坦に加工するため、次のように行う。
【０００７】
（１）床７の所定位置に複数の支柱１０Ａを、予め工場の建屋に設置されている天井クレーンにより吊り上げ、吊り下げの繰り返しにより稙立固定する。
【０００８】
（２）各支柱１０Ａの上端面には、天井クレーンによりＸ，Ｙ，Ｚ方向に移動調整が可能なポジショナ１５をそれぞれ固定する。
【０００９】
（３）床７の上面であって、各支柱１０Ａの近くの所定位置に複数の足場用支柱１０Ｂを天井クレーンにより稙立固定する。足場用支柱１０Ｂの上端面に足場１３を例えばコ字状に載置固定する。
【００１０】
（４）天井クレーンにより吊り上げ、吊り下げにより足場用支柱１０Ｂの上端面に足場１３を例えばコ字状に載置固定し、足場１３の外周縁に手摺１４を稙立固定する。
【００１１】
（５）ワーク１１を天井クレーンにより吊り上げ、吊り下げにより複数の支柱１０Ａの上端面にそれぞれ固定されているポジショナ１５の上面にワーク１１のフィット面１１ｄを載置固定し、この状態で足場１３並びに手摺１４の外側面上方に設置されているＮＣ装置６の原点と、ワーク１１の中心を一致させる、いわゆるワーク１１の芯出しを行う。この芯出しは、複数のポジショナ１５を各々Ｘ，Ｙ，Ｚ方向に調整することで行う。
【００１２】
なお、ワーク１１の芯出しは、ＮＣ装置６により行わずにワーク１１が載置されているポジショナ１５により行っている理由は、ＮＣ装置６によりＸ，Ｙ，Ｚ方向に移動
調整して行うことが難しいからである。ＮＣ装置６は、工具軸が斜めに移動していくので、そのプログラムが複雑になると共に、芯出し作業がやりにくいからである。これに加えて、
Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の芯出しが済んでも工具軸の移動距離の測定が難しいからである。
【００１３】
（６）ワーク１１の芯出しが済んだ状態で、ＮＣ装置６のラム６ｃに取付けられている工具によりワーク１１の機械加工を行う。
【００１４】
なお、上記（４）に示すように複数の支柱１０Ａの近くに、足場用支柱１０Ｂを植立し、足場用支柱１０Ｂに足場１３を固定するのは、ワーク１１の芯出し、ＮＣ装置６のラム６ｃに取付けられている工具を手動で交換したり、或いは自動工具交換機で工具を交換する場合でも作業者が近くで確認したりするためにある。
【００１５】
さらに、足場１３の周りに手摺１４が固定されているのは、足場１３の上で作業する作業者が足場１３から落下したりするのを防ぐためである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
以上述べた従来の技術にあつては、次のような課題がある。すなわち、機械加工を行う前に作成する作図者が作成する段取計画図は、作図者の勘により行うので、段取計画図が完成するために時間がかかり、しかも出来上がった段取計画図にも良し悪しが生ずる。
【００１７】
また、段取計画図ができた後、この段取計画図に基き作業者が手動で行う段取作業も時間がかかる。特に、支柱１０Ａの位置変更が面倒であるばかりでなく、複数の支柱１０Ａを所定の位置に稙立固定するのに時間がかかる。支柱１０Ａ自体の位置は一度固定すると位置変更は難しく、ワーク１１の芯出しに多大な労力や段取り時間が必要である。
【００１８】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、段取計画図の作成が短時間で済み、段取りの時間を短縮でき、支柱の位置変更が容易に行え、ワークの芯出し作業にあまり労力や時間を必要としない位置決め装置、段取計画図作成装置及びワーク機械加工設備を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、前記目的を達成するため、請求項１に対応する発明は、タービンケーシングなどのワークの所定の平面を機械加工する際に、該ワークを載置するための複数の支柱を備え、該各支柱を、回転駆動源と、該回転駆動源の回転運動を直進運動に変換する変換機構により、又は流体シリンダによってＸ軸方向及びＹ軸方向並びにＺ軸方向に各々指令値に応じて移動する構成とした位置決め装置である。
【００２０】
本発明は、前記目的を達成するため、請求項２に対応する発明は、入力手段と、演算手段と、出力手段とを備え、前記入力手段は機械加工すべきタービンケーシングなどのワークの外形形状及び外形寸法と、前記ワークを機械加工する際に前記ワークを載置するためのものであって、各々がＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能な複数の支柱の外形形状及び外形寸法を前記演算手段に入力するものであり、前記演算手段は前記入力手段により入力された情報の寸法解析を行い、前記ワークと前記各支柱との段取位置関係を示した段取計画図を作成するものであり、前記出力手段は前記演算手段で作成された段取計画図を出力するものである段取計画図作成装置である。
【００２１】
本発明は、前記目的を達成するため、請求項８に対応する発明は、機械加工すべきタービンケーシングなどのワークの外形形状及び外形寸法と、前記ワークを機械加工する際に前記ワークを載置するためのものであって、各々がＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能な複数の支柱の外形形状及び外形寸法を前記演算手段に入力する前記入力手段と、前記入力手段により入力された情報の寸法解析を行い、前記ワークと前記各支柱との段取位置関係を示した段取計画図を作成する演算手段と、前記演算手段で作成された段取計画図を出力する出力手段とを備えた段取計画図作成装置と、前記段取計画図作成装置から得られる段取計画図に基き、前記各支柱を、回転駆動源と、該回転駆動源の回転運動を直進運動に変換する変換機構により、又は流体シリンダによってＸ軸方向及びＹ軸方向並びにＺ軸方向に各々指令値に応じて移動する構成とした位置決め装置と、前記ワークの加工すべき所定の平面に機械加工を行う工作機械とを具備したワーク機械加工設備である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、段取計画図の作成が短時間で済み、段取りの時間を短縮でき、支柱の位置変更が容易に行え、ワークの芯出し作業にあまり労力や時間を必要としない位置決め装置、段取計画図作成装置及びワーク機械加工設備を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００２４】
図１は本発明の段取計画図作成装置の第１の実施形態を説明するためのブロック図である。段取計画図作成装置は、例えばパソコンからなり、入力手段２と、演算手段３と、出力手段４とを備えている。入力手段２は機械加工すべきタービンケーシングなどの大型構造物からなるワーク１１の外形形状及び外形寸法（例えば幅×長さ×高さ）及びワーク１１を機械加工する際にワーク１１を載置する複数の支柱５１の外形形状及び外形寸法、さらには足場用支柱の外形形状及び外形寸法、足場１３の外形形状及び外形寸法、床板の大きさ、床板に締結ボルトを取付けるための複数の溝を有するものにあってはその溝ピッチを演算手段３に入力するものである。
【００２５】
演算手段３は入力手段２により入力された情報の寸法解析を行い、ワーク１１と各支柱５１との段取位置関係並びに足場用支柱と足場を示した段取計画図を作成するものである。出力手段４は演算手段３で作成された段取計画図を、基に後述する支柱５１を駆動する駆動装置位置決め機構５に与えるＸ，Ｙ，Ｚ方向の駆動指令を出力するものである。
【００２６】
なお、入力手段２に、入力されるワーク１１の情報、具体的にはワーク１１の外形形状及び外形寸法は、２次元あるいは３次元のＣＡＤまたは図面をスキャナー１（以下ＣＡＤ等１と称する）などで取り込んだデータまたは３次元測定したデータを利用して、寸法解析を行う。
【００２７】
以上述べた図１の段取計画図作成装置によれば、入力手段２により取り込まれた支柱５１の外形形状及び外形寸法、ワーク１１の外形形状及び外形寸法をこれをコンピュータなどの演算手段３により寸法解析することにより、出力手段４から段取計画図が短時間で得られ、従来の技術では作図者が手動で得ていたものに比べて大幅に短縮でき、段取りの時間を短縮できる。
【００２８】
図２は、本発明の位置決め装置の第１の実施形態を説明するための概略斜視図である。
【００２９】
位置決め装置５は、ワーク１１の例えば接合面１１ａを平坦に機械加工する際に、ワーク１１を載置する複数の支柱５１を、図示しない制御回路からのＸ，Ｙ，Ｚ軸方向に各々指令値に応じて移動可能に構成したものである。具体的には、電動機のごとき回転駆動力を得る回転駆動源５２Ｚを収納すると共に、支柱５１を支持しかつ支柱５１をＺ軸方向（上下方向）に案内するボールネジ５３Ｚを回転自在に支持する駆動機構５４からなっている。
【００３０】
ここで、ボールネジは雄ネジと雌ネジの間に多数の鋼球を入れたネジであって、回転運動を直進運動に変換する機械要素である。これによりボールネジ５３Ｚが回転駆動源により回転させられると、ボールネジ５３Ｚに沿ってＺ軸方向に螺進可能に設けられている支柱５１がＺ軸方向に移動するようになっている。
【００３１】
駆動機構５４には、駆動機構５４をＹ軸方向（横方向）に案内するようにボールネジ５３Ｙが回転可能に貫通支持されている。ボールネジ５３Ｙは、後述するＸ，Ｙ軸駆動機構
５４ＸＹ内に収納されている電動機のごとき回転駆動力を得る回転駆動源５２Ｙからの回転力が伝達されるように構成されている。この結果、回転駆動源５２Ｙに対して図示しない制御回路から回転指令値が与えられると、この回転指令値に応じてボールネジ５３Ｙが回転させられるので、支柱５１を支持している駆動機構５４がボールネジ５３Ｙに沿って移動することから、支柱５１がＹ軸方向に案内される。
【００３２】
Ｘ，Ｙ軸駆動機構５４ＸＹには駆動機構５４ＸＹをＸ軸方向（縦方向）に案内するようにボールネジ５３Ｘが回転可能に貫通支持され、Ｘ，Ｙ軸駆動機構５４ＸＹ内には、電動機のごとき回転駆動力を得る回転駆動源５２Ｘが収納され、回転駆動源５２Ｘの回転力が
ボールネジ５３Ｘに伝達されるように構成されている。この結果、回転駆動源５２Ｘに対して図示しない制御回路から回転指令値が与えられると、この回転指令値に応じてボールネジ５３Ｘが回転させられるので、支柱５１を支持している駆動機構５４がボールネジ５３Ｘに沿って移動することから、支柱５１がＸ軸方向に案内される。
【００３３】
以上述べた構成は、ワーク１１を載置する支柱５１のうちの１個が、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向に各々図示しない制御回路からの指令値に応じて移動可能になっていることを説明したものであるが、ワーク１１を載置する残りの他の支柱５１も前述の説明と同様に構成されている。
【００３４】
前述の支柱５１を直接Ｚ軸方向に移動自在にするボールネジ５３Ｚ、また支柱５１を間接的にＸＹ軸方向に移動自在にするボールネジ５３Ｘ、５３Ｙは、回転運動を直進運動に変換するウォーム・ラックに替えたり、直線運動を行う流体シリンダ又はサーボモータに変更してもよい。ここで、ウォーム・ラックは、ピ二オン（小歯車）と噛みあう歯付き棒(ラック)で構成される歯車の配列のことである。
【００３５】
以上述べた位置決め装置の実施形態によれば、図示しない制御回路から指令値が与えられると、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向に応じて支柱５１が移動するので、従来の技術で述べた段取設備を構成する複数の支柱１０Ａ、ポジショナ１５を一つづつ、天井クレーンにより順次床の所定位置（段取計画図に従って）に段取していく場合に比べて大幅に時間が短縮化される。またワーク１１を支柱５１上に置く際にも支柱５１の移動にクレーンを必要としないため微調整も簡単に行うことができる。ワーク１１を支柱５１上に置いた後床面あるいは工作機械とのレベルを出すときも支柱５１が高さ方向の伸縮が可能なため容易かつ短時間で完了する。加工あるいは組み立て作業完了後にワーク１１を天井クレーンで吊り上げる際においてもワーク１１を若干上げ、支柱５１を逃がすことによりワーク１１を傷つけることがなく、容易に段取りを解体することができる。
【００３６】
さらには、ワーク１１を段取する場合、ワーク１１の据付状態を実現した状態を、例えば図１の段取計画図作成装置により計算させている。この情報により最適なワーク１１、支柱５１、足場１３の配置を短時間に詳細な配置計画をたてることができ、段取りミスによるやり直しをなくすことができる。またワーク１１を支柱５１上に置く際にも支柱５１の移動にクレーンを必要としないため微調整も簡単に行うことができる。
【００３７】
また、ワーク１１を段取する場合、ワーク１１の据付状態を実現した状態を段取計画図作成装置により計算させている。ワーク１１を段取する場合、ワーク１１の種類による段取りの違いも含めて段取計画図作成装置により計算させている。この情報により最適なワーク１１、支柱５１、足場３の配置を短時間に詳細な配置計画をたてることができ、段取りミスによるやり直しをなくすことができる。加工完了後に別な種類のワーク１１を段取る際にも最初に計算させておけば短時間で段取りを完了させることができる。
【００３８】
図３は、図１の段取計画図作成装置により得られた段取計画図に基き、図２の位置決め装置によりワーク１１の接合面１１ａを、前述したＮＣ装置６により機械加工できるように段取した状態を示す図である。
【００３９】
図４は本発明の位置決め装置の第２の実施形態を説明するための概略斜視図であり、２個の支柱５１が同時に前後方向又は左右方向に移動し、かつ２個の支柱５１を各々上下方向に移動可能に構成したものである。具体的には、２個の円柱状の支柱５１に軸線方向に対して直交するようにそれぞれ貫通穴（図示せず）が形成され、この各貫通穴には雌ネジ（図示せず）がそれぞれ形成され、この雌ネジに共通のボールネジ５４の両端部が螺合され、ボールネジ５４の例えば中央部に回転駆動装置５６が配設され、回転駆動装置５６とボールネジ５４の間に図示しない動力伝達機構が設けられ、これにより回転駆動装置５６の回転力がボールネジ５４に伝達されるようになっている。また、２個の支柱５１に軸線方向に対して直交するようにそれぞれ貫通穴（図示せず）が形成され、この各貫通穴に共通の支柱案内用軸５５の両端部が挿入され、支柱案内用軸５５に沿って支柱５１がスライド可能になるように構成されている。さらに、２個の支柱５１の内側には、図２と同様に
ボールネジ５３Ｚが螺合され、ボールネジ５３Ｚを回転駆動装置（図示せず）により回転させることにより、支柱５１がＺ軸方向（上下方向）に移動可能に構成されている。なお、
支柱５１を所定位置に位置決めした後支柱５１の上端面にワーク１１を載置したり、或いは図示しないが、複数の足場用支柱を所望の位置に設置し、各足場用支柱の上に足場１３を設置し、足場１３の周りに手摺を１４を取付けることは、第１の実施形態と同様である。
【００４０】
図４のように構成された位置決め装置によれば、２個の支柱５１が共通のボールネジ５４により螺進可能に構成されているので、ボールネジ５４に回転力を与えることで、２個の支柱５１の相対的な位置を制御することができ、このためしかも支柱５１は、Ｚ軸方向及び左右方向に移動可能に構成されているので、ワーク１１を短時間で所望の位置に位置決めできる。
【００４１】
図５は本発明の位置決め装置の第３の実施形態を説明するための概略斜視図であり、左右（２個）の支柱５１Ａは、いずれも外形形状が直方体状であって、各々は図示しない制御回路からの指令に応じてＸ，Ｙ，Ｚ軸方向にそれぞれ移動可能に構成されている。具体的には、支柱５１Ａの各軸方向には、図５の支柱５１Ａの矢印の形成されている位置に設置され、例えばボールネジ（図示しない）を回転可能に支持する少なくとも２個の枢支部と、ボールネジが螺合し動力を伝達する雌ネジ部が形成され、かつ各軸方向毎にボールネジを回転駆動させる回転駆動源（図示しない）を備えている。
【００４２】
このように図５の位置決め装置は、支柱５１Ａは、直方体状になっていて、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向にそれぞれ移動可能に構成されているので、支柱５１Ａの上面をワーク１１の傾きに合わせることが可能である。このため、ワーク１１の据付状態を実現することもできフレキシブルな段取りが可能となる。ワーク１１周辺に移動後、ＮＣ装置６とのレベルを出すために支柱５１Ａの上面を調整することも可能である。
【００４３】
図７は、図５の位置決め装置と、ＮＣ装置６を用いてワークを機械加工する場合の段取計画図作成装置の第２の実施形態を示すブロック図であり、これは入力手段２と、演算手段３と、出力手段４とを備えている。入力手段２はＣＡＤ等１により機械加工すべきワーク１１の外形形状及び外形寸法と、ワーク１１をＮＣ装置６により機械加工する際にワーク１１を載置するためのものであって、各々がＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能な複数の支柱の外形形状及び外形寸法と、例えばレーザセンサ７によりワークの長さ方向の高さである傾きを計測した傾き計測値を演算手段３に入力するものである。
【００４４】
演算手段３は入力手段２により入力された情報の寸法解析を行い、ワーク１１と各支柱５１との段取位置関係並びにワーク１１の傾きを考慮した段取計画図を作成するものである。出力手段４は演算手段３で作成され、ワークの左右、前後、上下位置並びにワークの傾きを含む段取計画図を出力するものである。
【００４５】
図６は本発明の位置決め装置の第４の実施形態を説明するためのであり、図６（ａ）はその概略斜視図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）の側面図である。この実施形態は、ワーク１１が撓んでいる場合に適用されるものである。複数の支柱５１は、この外形形状が円柱状であって、各々は図２と同様にＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能な構成となっているものであり、この場合は特にワーク１１の撓みに合わせて複数の支柱５１の上下長さを調整したものである。
【００４６】
図８は、図６の位置決め装置と、ＮＣ装置６を用いてワークを機械加工する場合の段取計画図作成装置の第３の実施形態を示すブロック図であり、これは入力手段２と、演算手段３と、出力手段４とを備えている。入力手段２はＣＡＤ等１により機械加工すべきワーク１１の外形形状及び外形寸法と、ワーク１１を機械加工する際にワーク１１を載置するためのものであって、各々がＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能な複数の支柱５１の外形形状及び外形寸法と、ワーク１１の重量を演算手段３に入力するものである。
【００４７】
演算手段３は入力手段２により入力された情報により寸法解析並びに撓み解析手段８により得られ結果である最大撓み位置と大きさを示した段取計画図を作成するものである。出力手段４は演算手段３で作成された段取計画図を出力するものである。
【００４８】
このように図８に示す段取計画図作成装置は、ワーク１１自体の撓み量も含めて自動で計算する。撓み量にあわせて支柱５１を上下に制御する。この結果、支柱５１の上面をワーク１１の傾きに合わせることが可能であり、安定した段取り状態を実現できる。
【００４９】
図９は、本発明の段取計画図作成装置の第４の実施形態を示すブロック図であり、これは入力手段２と、演算手段３と、出力手段４とを備えている。入力手段２はＣＡＤ等１により機械加工すべきワーク１１の外形形状及び外形寸法と、ワーク１１を機械加工する際にワーク１１を載置するためのものであって、各々がＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能な複数の支柱５１の外形形状及び外形寸法と、ワーク１１の重量、更に気温・切削熱センサ９により検出された気温と機械加工に伴う機械加工熱を演算手段３に入力するものである。
【００５０】
演算手段３は入力手段２により入力された情報により寸法解析並びに撓み解析及び熱解析を行い、ワーク１１と各支柱５１との段取位置関係並びに撓み解析で得られた最大撓み位置と大きさ及び熱解析で得られた熱による撓み変形を示した段取計画図を作成するものである。出力手段４は演算手段３で作成された段取計画図を出力するものである。
【００５１】
このように、図９に示す段取計画図作成装置は、ワーク１１を段取する場合、気温、切削熱などによる熱膨張、熱変形を段取計画図作成装置により計算させている。これにより気温の変化や切削熱による加工誤差を減少させ品質の高い加工を実施することができる。気温や切削熱による加工の誤差がでないように温度を測定しながら実施する場合があるが、本実施形態ではその熱による膨張分や変形箇所、変形量をあらかじめ計算し段取るため熱による加工誤差を最小限におさえることができる。ワーク１１を支柱５１上に置いた後床面あるいは工作機械とのレベルを出すときも支柱５１の高さ方向の制御を上記変形量にあわせて容易かつ短時間で完了する。
【００５２】
（変形例）
本発明は、以上述べた実施形態に限定されず、種々変形して実施できる。前述した実施形態の床１２は、支柱の設置が容易に行えるように複数の溝が形成されたものを例に挙げて説明したが、溝がない床であっても同様に実施できる。
【００５３】
位置決め装置５の支柱５１を駆動させるための機構として主としてボールネジと回転駆動装置を組み合せたものを説明したが、これらに代わる例えばウォーム・ラック、流体シリンダ、サーボモータであってもよい。
【００５４】
位置決め装置５の支柱５１の形状として、円柱状のもの、直方体状のものを挙げたが、これらに限らず他の形状であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の段取計画図作成装置の第１の実施形態を説明するためのブロック図。
【図２】本発明の位置決め装置の第１の実施形態を説明するための斜視図。
【図３】図２の位置決め装置を用いて段取を行った状態を示す斜視図。
【図４】本発明の位置決め装置の第２の実施形態を説明するための斜視図。
【図５】本発明の位置決め装置の第３の実施形態を説明するための斜視図。
【図６】本発明の位置決め装置の第４の実施形態を説明するための図。
【図７】本発明の段取計画図作成装置の第２の実施形態を説明するためのブロック図。
【図８】本発明の段取計画図作成装置の第３の実施形態を説明するためのブロック図。
【図９】本発明の段取計画図作成装置の第４の実施形態を説明するためのブロック図。
【図１０】従来の段取設備を説明するための斜視図。
【図１１】機械加工を行うワークの一例であるタービンケーシングを説明するための斜視図。
【図１２】ガントリ型ＮＣ装置を説明するための斜視図。
【図１３】図１２のＮＣ装置と床（定盤）の関係を示す平面図。
【図１４】従来の段取り方法および段取り設備を説明するための概念図。
【符号の説明】
【００５６】
１…ＣＡＤスキャナー、２…入力手段、３…演算手段、４…出力手段、５…位置決め装置、６…ガントリ型ＮＣ装置、６ａ…コラム、６ｂ…クロスレール、６ｃ…ラム、７…レーザセンサ、８…撓み解析手段、９…気温・切削熱センサ、１０Ａ…支柱、１０Ｂ…足場用支柱、１１ａ…接合面、１１ｂ…締結ボルト穴、１１ｃ…縦断面、１１ｄ…フィット面
、１１…ワーク、１２…床、１３…足場、１４…手摺、１５…ポジショナ、５１…支柱、
５１Ａ…支柱、５２Ｚ…回転駆動源、５２Ｙ…回転駆動源、５２Ｘ…回転駆動源、５３Ｚ…ボールネジ、５３Ｙ…ボールネジ、５３Ｘ…ボールネジ、５４ＸＹ…ＸＹ軸駆動機構、５４…ボールネジ、５５…支柱案内用軸、５６…回転駆動装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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