(57)【要約】【課題】  フライス盤のような工作機械によりあらゆる方向からブランクを加工する方法を提供すること。【解決手段】  この発明はフライス盤のような工作機械によってブランク（３８）の回転加工方法に関する。この回転加工方法は三次元モデル（２８）により実施される。この発明の目的はさらに正確に、迅速に適切価格でこの発明の方法を実施することである。このために、第一工程において、三次元モデル（２８）の立体形状と可能な表面構造は自動的に測定され、対応するデータが記憶される。第二工程において、ブランク（３８）は少なくとも一つの締付けアダプター（１０，２７，３５，３６）によって維持され、ブランクの第一部分は、その領域が意図された使用により所定通りに形成されるようにデイジタル制御用のデータによって工作機械或いはフライス盤により加工される。第三工程において、部分的に加工されたブランクは少なくとも一つの締付けアダプター（２７，３５）によって第一加工領域のレベルに維持され、それにより残り領域にデイジタル制御用のデータによって工作機械或いはフライス盤の作用を受けて、全ブランクが意図された使用により所定通りに形成される。
2006517151.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
あらゆる方向からの加工が三次元テンプレート（２８）に基づいており、例えばフライス盤のような工作機械によってあらゆる方向からブランク（３８）を加工する方法において、
第一工程にて、立体形状と、場合によっては、三次元テンプレート（２８）の面仕上げとが同時に測定され、関連したデータが記憶され、
第二工程にて、ブランク（３８）が少なくとも一つの締付けアダプター（１０、２７、３５、３６）により保持され、第一領域が数値制御用のデータを使用する工作機械、即ちフライス盤により規定通りの使用に適合する最終的形状に形成され、そして  
第三工程にて、部分的に加工されたブランクが第一の最後に加工された領域において少なくとも一つの締付けアダプター（２７、３５）により保持され、残り領域が数値制御用のデータを使用する同じ工作機械、又はフライス盤により規定通りの使用に適合する最終的全体形状に形成されることを特徴とする方法。
【請求項２】
データが検出された後に且つデータがあらゆる方向からブランク（３８）を加工するように使用される前に、データは、三次元立体形状と場合によっては三次元テンプレート（２８）の面仕上げとが最適化されるか、或いは三次元テンプレート（２８）の元の状態に再び形成されるように変更され、それで例えば磨り減った要素が除去されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
この方法のすべての作業工程が単一工作機械、又はフライス盤により実行され、この工作機械、又はフライス盤は好ましくはブランク（３８）を二つのチャック部に据え付ける追加的第一手段（７、１０、１７）と、立体形状と、場合によっては、三次元テンプレート（２８）又は、加工すべき或いは加工された工作片の面仕上げとを測定する第二手段（２９、３０）を備える４軸線卓上機械であることを特徴とする請求項１或いは２に記載の方法。
【請求項４】
テンプレート（２８）は交換すべき構成部材であり、特に例えば可動ブレード或いは静止ブレードのようなガスタービン或いは蒸気タービンの交換される構成部材であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記データを使用するブランク（３８）の加工の前、場合によっては請求項２に記載されたようにデータを変更した後に、少なくとも一つの締付けアダプター（２７、３５）にて部分的に加工されたブランクを締付ける締付けジョーは第一の最終的に加工された領域において製造されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
第一工程にて、立体形状と、場合によっては、三次元テンプレート（２８）の面仕上げとが測定プローブ（２９）及び／又はスリットスキャナー（３０）を使用して自動的に実行されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
第一工程にて、立体形状と、場合によっては、三次元テンプレート（２８）の面仕上げとを測定するために、このテンプレート（２８）はＡ軸線（７）におけるその端部に拘束され、特に測定はこのＡ軸線（７）の異なる回転位置を使用する複数ステージで実行され、さらに、特に測定の第二工程にて、テンプレート（２８）が締付けアダプター（１５）によってその中央領域に把持され、テンプレートの先端と根基領域がこの締付け位置で測定されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
テンプレート（２８）は２００ｍｍ以上の範囲の長さをもつガスタービン或いは蒸気タービンの交換される可動ブレード或いは静止ブレードであり、
第二工程にて、ブランク（３８）は機械テーブル（６）のＡ軸線（７）において把持され、ブランク（３８）は特殊締付けアダプター（１５）によって少なくとも一端に把持され且つ可動心押し台（１０）によって他端に固定され、
引き続き、ブランク（３８）の中央領域は規定通りの使用に適合する最終部分形状に形成され、
第三工程にて、部分的に加工されたブランクは、場合によっては特殊ブレードのために製造された固有の締付けジョー（３５）によって機械テーブル（６）のＷ軸線（１７）において所定締付け面（３４）に把持され、そして
引き続き、先端と根基領域が規定通りの使用に適合する最終部分形状に形成されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
テンプレート（２８）は２００ｍｍ以下の範囲の長さをもつガスタービン或いは蒸気タービンの交換される可動刃或いは静止刃であり、
第二工程にて、ブランク（３８）は機械テーブル（６）のＷ軸線（１７）において締付けジョー（３５）によって把持され、引き続き、少なくとも先端領域或いは根基領域が規定通りの使用に適合する最終部分形状に形成され、
第三工程にて、部分的に加工されたブランクは機械テーブル（６）のＡ軸線（７）において把持され、ブランクは場合によっては特殊ブレードのために製造された固有の特殊締付けアダプター（２７）によって規定通りの使用に適合する最終部分形状に既に形成された少なくとも一端に把持され、そして可動心押し台（１０）によって他端に任意に固定され、
引き続き、中央領域と、場合によっては残りの先端領域或いは根基領域が規定通りの使用に適合する最終部分形状に形成されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
工作機械或いはフライス盤は４軸線機械であり、その機械テーブル（６）には少なくとも一つのＡ軸線（７）が工作片を締付けるために水平整列に設けられ、このＡ軸線（７）が可動心押し台（１０）によって補足され、テンプレート（２８）の寸法に基づく心押し台（１０）は心押し台基板の異なる基礎位置に好ましく固定でき、垂直整列の少なくとも一つのＷ軸線（７）がその機械テーブル（６）に設けられ、特に好ましくは締付けアダプター・交換可能ジョー（３５）を有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の方法を実施する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、あらゆる方向からの機械加工が三次元テンプレートに基づいており、例えばフライス盤のような工作機械によってあらゆる方向からブランクを加工する方法に関する。この発明は、さらにそのような方法を実施する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
タービンブレードを製造する分野では、通常２スピンドル加工が使用される。これは、ブランクが最初に粗い予備加工を受けて、引き続き、外装領域が詳細に加工され、次に先端と最後に根基が生産されることを意味する。これら個々の加工工程の間では、工作片が各場合に手動により或いはロボットにより再保持されなければならない、というのはフライス盤はしばしば個々の加工工程を実施する状態のみ可能であり、特に工作片の各収容或いは保持がいつも特定範囲の加工を可能とするからである。このタイプの生産は通常には所謂「箱生産」として参照され、というのは通常には機械がそれぞれに或る加工工程に応答でき、そして工作片が各加工工程後に一時的に箱に貯蔵されるからである。
【０００３】
そのような生産による問題の一つは、そのような生産ラインの速度がいつも最も遅い加工工程の速度によって決定されるという事実である。更に、フライス盤、測定ステーション、洗浄ステーションなどのような個々のユニット間に工作片を移送する複数の処理は複雑な装置を必要とし、製造処理において著しい時間損失をまねく。
【０００４】
例えばガスタービン或いは蒸気タービンで実施される常用作業のコースにおいて、作業が最初にどこかほかの所で生産される可動或いは静止ブレードを交換するならば、問題が悪化される。そのような個々の部片或いは小バッチの生産は、対応図面或いは電子データが有効ではなく、極めて複雑で、それに対応して費用が嵩む。低賃金国における古い通常の減価償却された機械の製造常用ブレードの古い概念は、もはや市場にて適切ではない、というのは、
・申込みの応答時間が長過ぎる、
・例えば米国の納入時間がかなり長過ぎる（現在、１４−１８週）、
・顧客が最適ブレードを受ける（効率を最適化される、或いは効率を管理される）ことは保証されない、
・古い生産技術に基づく製造価格が高過ぎる、
からである。
【特許文献１】特開昭６３−２００９３７号公報
【特許文献２】英国特許出願公開第２３５０８０８号明細書
【特許文献３】特開昭６１−１０９６４６号公報
【特許文献４】特開平１０−７６４３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明の課題は、先行技術の前記欠点を克服できて自由に利用できる方法を提供することである。この場合に、全く一般に、例えばフライス盤のような工作機械によりあらゆる方向からブランクを加工する方法が重要であり、あらゆる方向からの加工は三次元テンプレートに基づいている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題の解決は、第一工程にて、立体形状と、事情によっては三次元テンプレートの表面仕上げとが自動的に測定され、関連したデータが記憶されることによって達成される。引き続き、第二工程にて、金属のブランク或いはセラミック材料から成るブランクは、少なくとも一つの把持アダプターにより保持されて数値制御の前記データを使用する工作機械或いはフライス盤により加工され、ブランクが長方形或いは円筒状或いは多面体、特に立方形の形状を有し且つ鋳造された或いは鍛造されたブランクであることが可能である。この場合には、第一領域が規定通りの使用に適合する最終部分形状に形成される。引き続く第三工程にて、部分的に加工されたブランクが第一の最後に加工された領域において少なくとも一つの締付けアダプターにより保持され、残り領域が数値制御用のデータを使用する同じ工作機械、又はフライス盤により規定通りの使用に適合する最終的全体形状に形成される。
【０００７】
その結果、この発明の本質は、一方では、古くなった構成部材の測定や交換部材の実際の仕上げを出来る限り近くに維持することである。他方では、単に二つのチャック部における仕上げは、自動化の割合が増加され、対応して製造価格が減少される効果を有し、一方の第一チャック部から第二チャック部への移送は手動干渉なしに行なわれることができる。そのような小バッチと関連された通常には極めて高い価格がこの方法では著しく低く維持され得て、同じ機械の使用による二つのチャック部における仕上げは、構成部材の精度を増加させて、設けなれなければならない工具或いは機械を減少させる。テンプレートは典型的には、交換すべき構成部材、例えば可動ブレード或いは静止ブレードのようなガスタービン或いは蒸気タービンの交換すべき構成部材である。
【０００８】
この発明による方法の第一の好ましい実施例は、データが要求された後に且つデータがあらゆる方向からブランクを加工するために使用される前に、データは三次元立体形状と場合によっては三次元テンプレートの面仕上げとが最適化されるか、或いは三次元テンプレートの元の状態に再び形成されるように変更され、それで例えば磨り減った要素が除去される。自動的に、手動的に或いは部分的コンピュータ補助による手動で行われるこの工程は、磨り減った地帯をその元の状態に戻されるようできる。更に、この工程では最終知識に基づく先行形状の最適化が行われことができ、そのことは、サービス行為の範囲ないで、構成部材を交換するばかりでなく、むしろこの構成部材を例えば流れ技術的或いは冷却技術的に同時に最適化することを可能とする。
【０００９】
それ以上の好ましい実施例は、この方法のすべての作業工程が単一工作機械或いはフライス盤により実施されることに基づいている。全処理、即ち測定と引き続く仕上げを同じ機械により実施することは、同じ条件が典型的にテンプレートと構成部材を連続的に製造されるよう加えられ、製造される構成部材の精度或いはテンプレートに適合する範囲を増加することを意味する。例えば同じ締付けアダプターはテンプレートと続くブランク或いは部分的に加工されたブランクを把持するために使用され、一致して直接に且つ本質的に任意のそれ以上の校正或いは異なる周囲状態への適合なしに測定で決定されたデータを使用することができる。工作機械或いはフライス盤は、二つのチャック部にブランクを据付ける追加的第一手段と、三次元形状と、場合によっては加工される、或いは部分的に加工されたテンプレート或いは工作片の表面仕上げとを測定する第二手段とをもつ４軸線テーブル型機械である。  
【００１０】
前記データを使用するブランクの加工前に、場合によっては前記のようなデータを変更した後に、他の好ましい実施例によると、数値制御で工作機械或いはフライス盤によって少なくとも一つの締付けアダプターに部分的に加工されたブランクを締付け或いは保持する締付けジョーは、第一の最終的に加工された領域にて製造されることができる。単に二つチャック部で補充部材を製造するために、典型的に特殊な締付けアダプターは、既に規定通りの使用に適合する最終的部分形状に形成されている領域に部分的に加工されたブランクを保持するために必要とされるから、この簡単な方法は、第一補充部材の仕上げ前に測定データに基づいて小バッチ或いは個々の部片を仕上げるように自動化で製造されることができる。それ故に、この種の締付けアダプターは特にテンプレートの幾何学形状に適合されることができ、それは部分的に加工されたブランクのより良い保持を可能とし、それで、仕上がり工作片の精度や製造速度を上昇させる。特にこの固有に製造された締付けアダプターによりもう一度テンプレートを把持して測定作用を再び繰り返すことができる。それ故に、テンプレートと最終的構成部材の間の一致性はさらに上昇される（一致性は当然に所望範囲のみに、即ち補充する摩耗地域にまで）。
【００１１】
典型的には、第一工程における補充部材の測定、即ち立体形状と、場合によっては三次元テンプレートの表面仕上がりとその数値的記憶は測定プローブ及び／又はスリットスキャナーを使用することによって自動的に実施されることができる。好ましい方法では、立体形状と、場合によっては三次元テンプレートの表面仕上がりを測定する第一工程において、テンプレートは、機械テーブルに存在するＡ軸線における端部に固定される。引き続き、測定は、完全に、場合によっては自動修正を可能とする重複により立体形状を作るために、このＡ軸線の異なる回転位置を使用する複数段で実施される。好ましくは、測定の第二工程において、引き続き、テンプレートは締付けアダプターによってその中央領域を把持され、テンプレートの先端領域と根基領域はこの締付け位置にて測定される。無論、同様に、これら二つ測定工程の順序を変換できる、即ち最初に先端或いは根基領域を、引き続いて中央領域を測定できる。
【００１２】
テンプレートが例えば２００ｍｍ以上の範囲の長さをもつガスタービン或いは蒸気タービンの交換される例えば可動ブレード或いは静止ブレードのような大きな物体の形状をとるならば、加工で生じるレバー力が考慮されなければならない。対応して、第二工程にてブランクは機械テーブルのＡ軸線に把持され、ブランクは特殊な締付けアダプターによって少なくとも一端に把持され且つ可動心押し台によって他端に固定される手順を採用することが利点である。Ａ軸線は有利には水平に配列される。引き続いて、ブランクの中央領域が規定通りの使用に適合する最終的部分形状に形成されている。次に、第三工程にて、部分的に加工されたブランクは締付けジョーによって機械テーブルのＷ軸線において所定締付け面に把持され、場合によっては特に特殊ブレードのために製造される。Ｗ軸線は有利には垂直に配列される。さらに、第三工程にて、典型的には部分的に加工されたブランクは二対の締付けジョーによって把持される。引き続いて先端と根基領域は規定通りの使用に適合する最終的部分形状に形成される。
【００１３】
交互に、テンプレートが例えば２００ｍｍ以下の範囲の長さをもつガスタービン或いは蒸気タービンの交換される例えば可動ブレード或いは静止ブレードのようなむしろ小さい物体の形状をとるならば、逆手順を採用されることができる。対応して、第二工程では、ブランクは締付けジョー（典型的には一対で）によって機械テーブルのＷ軸線において把持され、引き続いて少なくとも一つの先端或いは根基領域は規定通りの使用に適合する最終的部分形状に形成される。これに続いて、処理方法の第三工程では、部分的に機械加工されたブランクは機械テーブルのＡ軸線に把持され、ブランクは特殊な締付けアダプターによって既に規定通りの使用に適合する最終的部分形状に形成された少なくとも一端に把持され、場合によっては特殊ブレードに製造され、そして任意に可動心押し台によって他端に固定される。引き続いて、中央領域、場合によっては残りの先端或いは根基領域が規定通りの使用に適合する最終的部分形状に形成される。
この発明の方法の更なる好ましい実施形態は、従属請求項に記載されている。
【００１４】
さらに、この発明は、前記のような方法を実施する装置に関する。この装置は本質的に、工作機械或いはフライス盤が４軸線機械であり、その機械テーブルには少なくとも一つのＡ軸線が工作片を締付けるために水平整列に設けられ、このＡ軸線が可動心押し台によって補足されることを特徴とする。この心押し台は好ましくは合成テーブルに据え付けられ、テンプレートの寸法或いは対応するブランクに基いて、好ましくは心押し台基板の異なる基礎位置に固定されることができるので、Ａ軸線の締付け機構と心押し台の間の距離は必要に応じて調整されることができる。つまり、Ａ軸線は好ましくは、製造されるブレード幾何学形状に特に適合された手段を据付けできるために、特に交換可能な締付けアダプタージョーを有する。この種の装置は標準４軸線機械に基づいて例えば部品増備（システムアップ）に製造されることができる。  
この発明による装置のさらに好ましい実施例は従属請求項に記載されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、この発明は、実施例に基づいて図面との関係において詳細に説明される。図１は先行技術による４軸線卓上機械（基本機械）の構成を示し、図２は改装された４軸線卓上機械をａ）正面図で、ｂ）側面図で示し、図３は改装された４軸線卓上機械を図２ｂによる図で示して追加的Ｗ軸線が機械テーブルに設けられ、図４は図２ｂによる表現を示し、異なるブレード長さの心押し台基板の基礎位置が図示されており、図５はＡ軸線のスピンドル、ａ）交換可能なジョーをもつ通常Ａ軸線締付けアダプターを備えるスピンドル、ｂ）大きな締付けシステムを受ける極端に幅広のねじきりフランジを備えるスピンドルを示し、図６は第一作業工程の表現、特殊締付けアダプターにおける締付け常用ブレードを示し、図７は第一作業工程の表現、別に、センター間に締付ける常用ブレードを示し、図８は第二作業工程の表現、測定プローブによる粗い機能領域測定を示し、図９は第三作業工程の表現、Ｘ方向におけるスリットスキャナーによる精密走査を示し、図１０は作業工程４と５の表現、ブレードの異なる角度位置におけるスリットスキャナーによる精密走査を示し、図１１は第六作業工程の表現、Ｗ軸線における先端と根基領域の粗測定を示し、図１２は大きいブレードの生産、第一工程、固体長方形ブランクを示し、図１３は大きいブレードの生産、第二工程、中央領域のフライス削りを示し、図１４は大きいブレードの生産、第三工程、ブレードの測定を示し、図１５は大きいブレードの生産、Ｗ軸線におけるブレードの締付け、ａ）平面図で、ｂ）側面図で示し、図１６は大きいブレードの生産、Ｗ軸線における先端と根基領域の仕上げフライス削りを示し、図１７は小さいブレードの生産、Ｗ軸線における固体長方形ブランクを示し、図１８は小さいブレードの生産、完全根基領域の製造を示し、図１９は小さいブレードの生産、Ａ軸線における常用ブレードの締付けを示し、図２０は小さいブレードの生産、第四工程、チャンネルと先端幾何学形状のフライス削りを示し、図２１は小さいブレードの生産、第四工程、先端幾何学形状の仕上げフライス削りを示し、図２２は小さいブレードの生産、第三工程、残りブレード幾何学形状の測定を示す。
【実施例】
【００１６】
１．機械構造
この機械構造は数値制御心押し台センターをもつ所謂二重設置機械を前提とする。従来の４軸線フラットベット数値制御機械（例えばチロン、ミル２０００）は基礎機械として使用され得る。そのような機械は図１の例によって表現されている。その機械は機械テーブル６が配置される機械ベット５から成る。可動構造は水平方向に全構造の移動可能な可動性を許容するＸ軸線スライダ１から成る。また、Ｙ軸線スライダが配置され、垂直方向に移動可能な可動性を許容する。このＹ軸線スライダ２には、Ｚ軸線スライダ３が配置され、Ｘ軸線に関して直交に水平方向に移動可能な可動性を許容する。このＺ軸線スライダ３には、スピンドルの回転軸線４が配置され、Ｚ軸線を中心とする工作機械の追加的回転を許容する。典型的には、これは＋／−１００度の回転を許容する。
【００１７】
そのような標準４軸線フラットベット数値フライス盤（例えばチロン、ミル２０００）は自動化常用ブレードが製造できる（知られていない幾何学形状をもつブレード）ように次の如く（図２、３、５参照）設計される：
１．フラットベットテーブルの一側面にはＸ軸線（数値制御回転軸線）７が据付けられている。この数値制御回転軸線のスピンドルは大きな平らな接触面、典型的には１００ｍｍの直径を備える締付けインターフエイス８／２２、好ましくはＨＳＫ８０を備えている。少なくとも三つの、より良くは四つの内部にねじを切った孔２１はこのＨＳＫ締付けインターフエイスの外フランジに設けられている。これに関して、図５を参照。このとき、この締付けインターフエイスには、ブレード寸法に応じて、交換可能な締付け要素／ジョーを備える標準締付けアダプター８が受けられている。大きなブレードを受けるために、フランジプレート２３は内部ねじ切り孔２１におけるねじ２４によって締付けインターフエイスに取り付けられ、固定的にねじ込まれる。次に、大きなブレード締付け装置２５はこのフランジプレートに据え付けられることができる。  
【００１８】
２．締付けアダプター８／２５を交換することによって、ブレード寸法適用が可能である（特に三つの態様）。
３．締付け要素／ジョーの交換によって、鋳造幾何学形状を包含する異なるブレード根基幾何学形状への適用が可能である。
４．Ａ軸線７の前には、移動可能な固定されて締付けられた基板上には、数値制御心押し台１０をもつ数値制御クロステーブルは心押し台センター１１を据付けられている。
【００１９】
５．テーブル板上の所定位置にこの基板を移動することによって、５ｍｍと１８００ｍｍの間の長さの常用ブレードはこの機械にて製造されることができる。これは図２、特に図４における例によって表現される。図４には、心押し台の３つの異なる基本位置が表示される。第一位置１８では、５ー５００ｍｍのブレード長さをもつ小さいブレードが加工されることができる。第二の中間位置１９では、５００−１０００ｍｍの長さのブレードが加工され、第三位置２０では、１０００ー１５００ｍｍの範囲の長さをもつ大きなブレードが測定され、引き続き、製造される。
６．数値制御クロステーブルはその数値制御Ｕ軸線１２により与えられた所定位置の間で任意に所望微調整をできるので、あらゆるブレード長さを採用できる。
【００２０】
７．クロステーブルの数値制御横軸線（Ｖ軸線，これに関して図２参照）上には、数値制御心押し台１０は前方に据え付けられ、その心押し台により締付けブレードブランク３８がＡ軸線７に関して固定される。転倒操縦システムが後部に据え付けられ、その操縦システムによってブレードブランクはＷ軸線１７からＡ軸線締付け位置へ、或いはその逆に移動される。このユニットは、この機能が手動で実施されるならば、外部操縦によって実施されるか、或いは省略され得る。
８．数値制御回転軸線（Ｗ軸線１７）は右手フラットベットテーブルプレートに一体化されている。特にこれに関して図３を参照。標準締付け要素１６はこの回転軸線の据え付けられる。締付け要素／ジョー１５の交換によって、初期根基及び／又は先端機械加工、仕上げ加工或いは測定用の常用ブレード２８とブランク３８の両方がここに締付けられることができる（垂直に或いは横に）。
【００２１】
９．機械はプローブ２９、スキャナー３０と表面品質決定により測定する第二測定システムを備えなければならない。
１０．（レザー）スリットスキャナー３０は機械の工具マガジン内に工具のように且つ測定プローブ２９のように据付けられている。データの伝達は無線により或いは赤外線インターフエイスにより行われる。
１１．測定作動が開始する前に、スリットスキャナー３０或いは測定プローブ２１は工具交換器によってフライススピンドルに交換され、作動される。
【００２２】
ＩＩ．常用ブレードのデータ検出／利得とデータ準備
１．公知或いは未公知カウンターをもつ常用ブレード２８（磨り減った要素を備え或いは備えないで）は測定用のＸ軸線締付けシステム２７に受けられ（図６に表現される）、或いはＡ軸線７と心押し台１０の間の中心点或いは締付けピンによって締付けられる（図７に表現される）。
２．引き続いて、例えば先端、根基と翼形領域のようなブレードの機能領域制限は測定プローブ２１により（これに関して図８を参照）大まかに検出される。これらキー領域データから、精密測定のために選択された制限と精密測定戦略は確定される。この点は同様なブレードがＣＡＤ−ＣＡＭシステムで知られるならば、省略され得る。
【００２３】
３．検出された範囲限界と確定された精密測定戦略によって、次に完全なブレード幾何学形状は標準スリットスキャナー３０（これに関して図９を参照）によってＸ方向において測定される。スリット走査平面間の距離は機能領域内の必要な最終精度の関数であり、０．１ｍｍと５ｍｍの間にある。例えば半径移行部では長い通路面におけるよりより精密に走査される。
４．この走査平面の完了後に、ブレード２８は数値制御Ａ軸線７の回転によって他の角度位置３１へもたらす。その後に、項目２の走査処理は繰り返される（これに関して図１０を参照）。
５．走査作動は、精度要件に応じて、５倍まで実施され、３倍が通常である（最大角度回転１２０°、精密解像のためにより小さい角度分割器）。  
【００２４】
６．測定位置２−５において先端及び／又は根基輪郭を検出することが出来なかったブレードの場合には、これらはＷ軸線（水平）にもたらされ、根基と先端の割合の正確な測定のために、補助締付け装置へもたらされる。これに関して図１０を参照。引き続いて、完全な根基と先端幾何学形状は測定プローブ２９によって大まかに測定され、標準スリットスキャナー３０によって精密に測定される。このチャック部における根基部分と先端部分を測定できるために、Ｗ軸線は１８０°だけ旋回される。
７．次に、走査測定平面はＣＡＤシステムにおいて古くなった常用ブレードのブレード幾何学形状が形成される方法で準備される。
８．その後に、常用ブレード幾何学形状データの改訂はブレードのすべての磨り減った要素を除去する目的により生じる。この方法では、新しい常用ブレードの幾何学形状が作られる。
【００２５】
９．一度データがタービンのすべての列のブレードのために検出されたならば、流路の最適化が追加的に実施され、新しい常用ブレード幾何学形状データが検出されることができる。    
１０．この方法で検出されたこれら新しい常用ブレードのために、数値制御プログラム：
８．１  フライス、ドリルと回転フライスによる処理、
８．２  仕上げブレードの測定、  
８．３  締付け要素／ジョー輪郭の製造（フライス）、
８．４  ブレード根基、先端仕上げ加工が準備される（これに関して第ＩＩＩ章をさらに参照）。
【００２６】
ＩＩＩ．新しい常用ブレードの機械的生産
新しい常用ブレードを製造する二つの次の作業工程は明確に区別されることができる。両経過は項目ＩＩ．１に記載された機械にて実施されることができる。
【００２７】
ＩＩＩ．１  短い常用ブレードの生産経過（２００ｍｍ未満の短いブレードに適し、これに関して図１７−２２を参照）
１．古くなった常用ブレード幾何学形状の検出のために、第ＩＩ章による作業工程が実施される。
２．必要な測定データが次にＣＡＤシステムにおいて古くなった常用ブレードの根基と先端の幾何学形状が形成される方法で準備される。
３．その後に、古くなった常用ブレードの根基と先端の幾何学形状の改訂はこれら部分のすべての磨り減った要素を除去する目的により生じる。この方法では、根基と先端の幾何学形状の最終幾何学形状が作られる。
４．根基部分の最終幾何学形状によって、この根基部分を締め付ける締付けジョーを製造する数値制御プログラムが形成される。
【００２８】
５．プログラムによって、第一工程において、製造される常用ブレードの根基部分が所定方法でＡ軸線締付けユニットに受けられることができる一組の締付けジョー２７はＡ軸線締付けユニットにて製造される。
６．常用ブレードはこのＡ軸線締付けユニットに締付けられる。
７．古くなった常用ブレード幾何学形状（ブレードの残り輪郭）は検出され、ＩＩ．２ーＩＩ．７に記載の方法で準備される。
８．その後に、新しい常用ブレードの必要な数値制御フライスと測定プログラム（ＩＩ．８．１−ＩＩ．８．２の項目）が形成される。
【００２９】
９．補助締付け面を作る生産経過
９．１  第ＩＩ章１．４の項目下で形成される数値制御プログラムによって、根基幾何学形状を受ける平行ジョーチャックの補助締付け面が製造される。
９．２  次に、補助締付けジョーはＡ軸線の適切な締付けアダプターに据え付けられ、その位置が測定される。
１０．新しい常用ブレードを製造する生産経過
１１．ブランク３８はＷ軸線締付けユニット１６（図１７）に締付けられる。
１２．項目８．４に形成される数値制御測定プログラムによって、製造された根基幾何学形状は旋回締付け面に加えて製造される（図１８）。
【００３０】
１３．項目８．２に形成される数値制御測定プログラムによって、製造された根基幾何学形状は測定される。
１４．明細書によらなければ：−数値制御フライスプログラムの最適化−
１５．明細書によれば：  二つのグリッパートングを備えて、旋回締付け面にブランクを把持して締付ける転倒操縦システムによって、未加工ブレードは転倒によってＷ軸線締付けユニット１６から取り外され、場合によっては数値制御軸線運動（Ｕ／Ｖ）によって取り外され、Ａ軸線７における締付けアダプターへ搬送される（図１９）。この作用は外部操縦システムによって或いは手動によって行われ得る。
１６．Ａ軸線締付けアダプターにおける未加工ブレードの締付け後に、センター（心押し台システム用）或いは締付けシリンダ（心押し台コレット）は未加工ブレード（ドリル或いはフライス）の端においてフライススピンドルによって取付けられている。
【００３１】
１７．心押し台センター或いはコレットはＵ／Ｖ軸線によって適切な位置にもたらされ、未加工ブレードがＡ軸線締付けアダプターと心押し台スピンドルの間に心合せされて締付けられる。
１８．次に、固定された未加工ブレードが項目８．４に形成される数値制御測定プログラムにより仕上げ加工される。すべての接近可能な先端輪郭が仕上げ加工される。これに関して図２０を参照。
１９．その後に、心押し台センター１１が引き戻され、心押し台自体１０が中立位置にもたらされる。結果として、残り先端輪郭はフライススピンドル３２のための自由に接近できる（図２１を参照）。
２０．残り先端輪郭は項目８．４に形成されるサブプログラムによって完成される。
【００３２】
２１．これに続いて、完全な翼形と先端輪郭が項目ＩＩ．８．３に形成される測定プログラムによって測定される（図２２を参照）。
２２．この後に、完全測定ロッグが作成される。
２３．公差偏向の場合には、適切な数値制御ブロック成分は公差円修正の積分によって自動的に修正される。
２４．その後に、仕上げたブレードはＡ軸線締付部から取り外され、新たな未加工部材がＷ軸線締付部に設置される（ロボットにより或いは手動により）。
【００３３】
ＩＩＩ．２  より長い常用ブレードの生産経過（２００ｍｍより長いブレードに適し、これに関して図１２−１６を参照）。
１．古くなった常用ブレード幾何学形状の検出のために、項目ＩＩ．が実施される。
２．次に、必要な測定データは、古くなった常用ブレードの根基と先端の幾何学形状が形成される方法でＣＡＤシステムに準備される。
３．その後に、古くなった常用ブレードの根基と先端の幾何学形状の改訂はこれら部分の磨り減った要素を除去する目的により生じる。この方法では、根基と先端の幾何学形状の最終幾何学形状は形成される。
４．根基部分の最終幾何学形状によって、この根基部分を締付ける締付けジョーを製造する数値制御プログラムが形成される。
【００３４】
５．そのプログラムによって、第一工程において、製造される常用ブレードの根基部分が所定の方法でＡ軸線締付けユニットに受けられる一組の締付けジョーがＡ軸線締付けユニットにて製造される。
６．常用ブレードはこのＡ軸線締付けユニットに締付けられる。
７．古くなった常用ブレード幾何学形状（ブレードの残り輪郭）は検出され、項目ＩＩ．２ーＩＩ．７に記載された方法で準備される。
８．その後に、必要な数値制御フライス測定プログラム（項目ＩＩ．８．１ーＩＩ．８．４）が形成される。
【００３５】
９．新たな常用ブレードの生産用の生産経過
１０．長方形ブランク或いは鋳造ブレード端が締付けられることができる平行締付けジョーがＡ締付けアダプターに据え付けられる。
１１．ブランク３８はＡ軸線締付けユニット７に締付けられる（図１２を参照）。
１２．第一工程において、次にセンター（心押し台システム用）或いは締付けシリンダ（心押し台コレット）が未加工ブレードの端にフライススピンドルによって取り付けられる（ドリル或いはフライス）。
【００３６】
１３．心押し台センター或いはコレットＵ／Ｖ軸線によって適切な位置にもたらされ、未加工ブレードがＡ軸線締付けアダプターと心押し台スピンドルの間に心合せされて締付けられる。
１４．接近できない根基と先端の輪郭から離れる完全ブレード幾何学形状は項目８．４に形成された数値制御フライス測定プログラムにより製造される。さらに、二つの切欠き切断部が根基と先端にてフライスされる。これに関して図１３を参照。
１５．製造されたブレード幾何学形状は項目８．２に形成された数値制御測定プログラムにより製造される（図１４）。  
【００３７】
１６．明細書によらなければ：−数値制御フライスプログラムの最適化−
１７．明細書によれば：  二つのグリッパートングを備えて、旋回締付け面にブランクを把持して締付ける転倒操縦システムによって、ブレードは転倒によってＷ軸線締付けユニット１７から取り外され、場合によっては数値制御軸線運動（Ｕ／Ｖ）によって取り外され、Ｗ軸線１７に斜方形締付けアダプターへ輸送される。この作用は外部操縦システムによって或いは手動によって行われ得る（図１５）。                                  １８．Ｗ軸線１７上の斜方形締付けアダプターへのブレードの締付け後に、今まで接近できない根基と先端部分は完成され、引き続いて、測定される（図１６）。
【００３８】
１９．その後に、完全測定ロッグが形成される。
２０．公差偏向の場合には、適切な数値制御ブロック成分は公差円修正の積分によって自動的に修正される。
２１．その後に、仕上げたブレードはＷ斜方形締付けアダプターから取り外され、新たな未加工部材がＡ軸線締付部に置かれる（ロボットにより或いは手動により）。
【００３９】
新規な概念は、常用ブレードデータが一つの同じ機械で検出され、次に流れ最適化算出を包含する例えばＣＡＴＩＡフォーマットのＣＡＤ−ＣＡＭシステムで処理され、そしてこの新たな常用ブレードがすべての有効な新たな最適化ブレード生産技術によって（ヘリフライス技術など）同じ機械で短時間に且つ最低価格に製造されることを可能とする。さらに、完全データ文書作成は自動的にシステムに準備される。
【００４０】
比較：
常用ブレード幾何学形状データの検出
古くなった：  測定機械と手動によって                      約２４時間  
新しい    ：  システムで                                  約１−２時間  
数値制御フライスプログラムの形成
古くなった：  ＣＡＤシステムへのデータの手動入力            約３日
或いは手動プログラム                          約５日
新しい    ：  システムで                                    約０．５時間  
数値制御測定プログラムの形成
古くなった：  測定機械において単に可能な手動で              約５時間  
ブレードがすべて手動で測定されな  
けれなならない。                              約２時間／部品      新しい    ：  システムで                                    約０．５時間                                                                                    流れ最適化の算出  
古くなった：  できない。
新しい    ：  システムで                                    約３時間  
ブレード製造時間
古くなった：  分割された古くなった技術                      約８時間／部品                    数値制御技術による制限された範囲にのみ                            新しい    ：  システムで                                    約０．５時間／                                                                  部品
１５０個のブレード用の指令処理時間  
古くなった：                                                １４−１８週
新しい    ：  単独機械の常用システムで                        ４−７日
特殊セルの（データが同じならば、可能）          ２−３日
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】先行技術による４軸線卓上機械（基本機械）の構成を示す。
【図２】改装された４軸線卓上機械をａ）正面図で、ｂ）側面図で示す。
【図３】改装された４軸線卓上機械を図２ｂによる図で示して追加的Ｗ軸線が機械テーブルに設けられる。
【図４】図２ｂによる表現を示して異なるブレード長さの心押し台基板の基礎位置が表現されている。
【図５】Ａ軸線のスピンドル、ａ）交換可能なジョーをもつ通常Ａ軸線締付けアダプターを備えるスピンドル、ｂ）大きな締付けシステムを受ける極端に幅広のねじきりフランジを備えるスピンドルを示す。
【図６】第一作業工程の表現、特殊締付けアダプターにおける締付け常用ブレードを示す。
【図７】第一作業工程の表現、別に、センター間に締付ける常用ブレードを示す。
【図８】第二作業工程の表現、測定プローブによる粗い機能領域測定を示す。
【図９】第三作業工程の表現、Ｘ方向におけるスリットスキャナーによる精密走査を示す。
【図１０】作業工程４と５の表現、ブレードの異なる角度位置におけるスリットスキャナーによる精密走査を示す。
【図１１】第六作業工程の表現、Ｗ軸線における先端と根基領域の粗測定を示す。
【図１２】大きいブレードの生産、第一工程、固体長方形ブランクを示す。
【図１３】大きいブレードの生産、第二工程、中央領域のフライス削りを示す。
【図１４】大きいブレードの生産、第三工程、ブレードの測定を示す。
【図１５】大きいブレードの生産、Ｗ軸線におけるブレードの締付け、ａ）平面図で、ｂ）側面図で示す。
【図１６】大きいブレードの生産、Ｗ軸線における先端と根基領域の仕上げフライス削りを示す。
【図１７】小さいブレードの生産、Ｗ軸線における固体長方形ブランクを示す。
【図１８】小さいブレードの生産、完全根基領域の製造を示す。
【図１９】小さいブレードの生産、Ａ軸線における常用ブレードの締付けを示す。
【図２０】小さいブレードの生産、第四工程、チャンネルと先端幾何学形状のフライス削りを示す。
【図２１】小さいブレードの生産、第四工程、先端幾何学形状の仕上げフライス削りを示す。
【図２２】小さいブレードの生産、第三工程、残りブレード幾何学形状の測定を示す。
【符号の説明】
【００４２】
１．．．．．Ｘ軸線スライダ
２．．．．．Ｙ軸線スライダ
３．．．．．Ｚ軸線スライダ
４．．．．．スピンドルの回転軸線
５．．．．．機械ベット
６．．．．．機械テーブル
７．．．．．Ａ軸線；数値制御回転軸線
８．．．．．Ａ軸線；締付けアダプター
９．．．．．交換可能な締付けアダプタージョー
１０．．．．心押し台
１１．．．．心押し台センター或いはコレット
１２．．．．心押し台のＵ軸線
１３．．．．心押し台のＶ軸線
１４．．．．転倒操縦システム
１５．．．．交換可能な締付けアダプタージョー
１６．．．．Ｗ軸線締付けアダプター
１７．．．．Ｗ軸線
１８−２０．．．心押し台の異なる位置
２１．．．．三或いは四個の内部ねじ切り孔
２２．．．．１００ｍｍフランジ直径をもつスピンドルチャックＨＳＫ８０；
三或いは四個の内部ねじ切り孔
２３．．．．大きなブレード用の大きな特殊締付け要素を受ける大きな締付けプレート  ２４．．．．スピンドルノーズに締付けプレートをねじ止める三或いは四個のねじ
２５．．．．大きなブレード用の大きな特殊締付け要素
２６．．．．大きな締付けプレートを固定する短いシリンダ
２７．．．．特殊締付けアダプター
２８．．．．測定される常用ブレード
２９．．．．測定プローブ
３０．．．．スリットスキャナー
３１．．．．旋回３×１２０°など
３２．．．．工具をもつフライススピンドル
３３．．．．締付け変位
３４．．．．所定締付け面
３５．．．．交換可能な締付けジョー
３６．．．．平行締付けジョー
３７．．．．常用ブレードの根基部分
３８．．．．ブランク
【図１】
2006517151.tif 000003
【図２】
2006517151.tif 000004
【図３】
2006517151.tif 000005
【図４】
2006517151.tif 000006
【図５】
2006517151.tif 000007
【図６】
2006517151.tif 000008
【図７】
2006517151.tif 000009
【図８】
2006517151.tif 000010
【図９】
2006517151.tif 000011
【図１０】
2006517151.tif 000012
【図１１】
2006517151.tif 000013
【図１２】
2006517151.tif 000014
【図１３】
2006517151.tif 000015
【図１４】
2006517151.tif 000016
【図１５】
2006517151.tif 000017
【図１６】
2006517151.tif 000018
【図１７】
2006517151.tif 000019
【図１８】
2006517151.tif 000020
【図１９】
2006517151.tif 000021
【図２０】
2006517151.tif 000022
【図２１】
2006517151.tif 000023
【図２２】
2006517151.tif 000024
【手続補正書】
【提出日】平成17年10月3日(2005.10.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
あらゆる方向からの加工が三次元テンプレート（２８）に基づいており、例えばフライス盤のような工作機械によってあらゆる方向からブランク（３８）を加工する方法において、
第一工程にて、立体形状と、場合によっては、三次元テンプレート（２８）の面仕上げとが同時に測定され、関連したデータが記憶され、このテンプレート（２８）がＡ軸線（７）においてその端部にて装着されており、そして測定の第二工程において、テンプレート（２８）が締付けアダプター（１５）によってその中央領域に把持され、テンプレートの先端と根基領域がこの締付装着位置にて測定され、
第二工程にて、ブランク（３８）が少なくとも一つの締付けアダプター（１０、２７、３５、３６）により保持され、第一領域が数値制御用のデータを使用する工作機械、即ちフライス盤により規定通りの使用に適合する最終的部分形状に形成され、そして  
第三工程にて、部分的に加工されたブランクが第一の最後に加工された領域において少なくとも一つの締付けアダプター（２７、３５）により保持され、残り領域が数値制御用のデータを使用する同じ工作機械、又はフライス盤により規定通りの使用に適合する最終的全体形状に形成されることを特徴とする方法。
【請求項２】
データが把握された後に且つデータがあらゆる方向からブランク（３８）を加工するように使用される前に、データは、三次元立体形状と場合によっては三次元テンプレート（２８）の面仕上げとが最適化されるか、或いは三次元テンプレート（２８）の元の状態に再び形成されるように変更され、それで例えば磨り減った要素が除去されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
この方法のすべての作業工程が単一工作機械、又はフライス盤により実行され、この工作機械、又はフライス盤は好ましくはブランク（３８）を二つのチャック部に据え付ける追加的第一手段（７、１０、１７）と、立体形状と、場合によっては、三次元テンプレート（２８）又は、加工すべき或いは加工された工作片の面仕上げとを測定する第二手段（２９、３０）を備える４軸線卓上機械であることを特徴とする請求項１或いは２に記載の方法。
【請求項４】
テンプレート（２８）は交換すべき構成部材であり、特に例えば可動ブレード或いは静止ブレードのようなガスタービン或いは蒸気タービンの交換される構成部材であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記データを使用するブランク（３８）の機械加工の前、場合によっては請求項２に記載されたようにデータを変更した後に、少なくとも一つの締付けアダプター（２７、３５）にて部分的に加工されたブランクを締付ける締付けジョーは第一の最終的に機械加工された領域において製造されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
第一工程にて、立体形状と、場合によっては、三次元テンプレート（２８）の面仕上げとが測定プローブ（２９）及び／又はスリットスキャナー（３０）を使用して自動的に実施されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
第一工程にて、立体形状と、場合によっては、三次元テンプレート（２８）の面仕上げとを測定するために、このテンプレート（２８）はＡ軸線（７）におけるその端部に拘束され、特に測定はこのＡ軸線（７）の異なる回転位置を使用する複数ステージで実行され、さらに、特に測定の第二工程にて、テンプレート（２８）が締付けアダプター（１５）によってその中央領域に把持され、テンプレートの先端と根基領域がこの締付け位置で測定されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
テンプレート（２８）は２００ｍｍ以上の範囲の長さをもつガスタービン或いは蒸気タービンの交換される可動ブレード或いは静止ブレードであり、
第二工程にて、ブランク（３８）は機械テーブル（６）のＡ軸線（７）において把持され、ブランク（３８）は特殊締付けアダプター（１５）によって少なくとも一端に把持され且つ可動心押し台（１０）によって他端に固定され、
引き続き、ブランク（３８）の中央領域は規定通りの使用に適合する最終部分形状に形成され、
第三工程にて、部分的に加工されたブランクは、場合によっては特殊ブレードのために製造された固有の締付けジョー（３５）によって機械テーブル（６）のＷ軸線（１７）において所定締付け面（３４）に把持され、そして
引き続き、先端と根基領域が規定通りの使用に適合する最終部分形状に形成されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
テンプレート（２８）は２００ｍｍ以下の範囲の長さをもつガスタービン或いは蒸気タービンの交換される可動刃或いは静止刃であり、
第二工程にて、ブランク（３８）は機械テーブル（６）のＷ軸線（１７）において締付けジョー（３５）によって把持され、引き続き、少なくとも先端領域或いは根基領域が規定通りの使用に適合する最終部分形状に形成され、
第三工程にて、部分的に加工されたブランクは機械テーブル（６）のＡ軸線（７）において把持され、ブランクは場合によっては特殊ブレードのために製造された固有の締付けアダプター（２７）によって規定通りの使用に適合する最終部分形状に既に形成された少なくとも一端に把持され、、そして可動心押し台（１０）によって他端に任意に固定され、
引き続き、中央領域と、場合によっては残りの先端領域或いは根基領域が規定通りの使用に適合する最終部分形状に形成されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
工作機械或いはフライス盤は４軸線機械であり、その機械テーブル（６）には少なくとも一つのＡ軸線（７）が工作片を締付けるために水平整列に設けられ、このＡ軸線（７）が可動心押し台（１０）によって補足され、テンプレート（２８）の寸法に基づく心押し  第三工程にて、部分的に加工されたブランクは機械テーブル（６）のＡ軸線（７）において把持され、ブランクは場合によってに設けぶレー特に好ましくは締付けアダプター・交換可能ジョー（３５）を有し、さらに、立体形状と、場合によっては、三次元テンプレート（２８）の表面仕上げとを自動的に測定し且つ関連データを記憶する手段が配列されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の方法を実施する装置。
【国際調査報告】
2006517151.tif 000025
2006517151.tif 000026
2006517151.tif 000027
2006517151.tif 000028
2006517151.tif 000029
2006517151.tif 000030