(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービン圧縮機のケーシングの上半部又は下半部の開口端に取付けられたフレームと、このフレームにその長手方向に移動可能に支持され、且つ第１の駆動モータより伝達機構を介して伝達される駆動力によりケーシングの円周方向に回動する回転アームと、この回転アームに取付けられたスライドベースと、このスライドベースに前記ケーシングの内面方向に移動可能に支持され、且つ第２の駆動モータより伝達機構を介して伝達される駆動力によりスライドするスライドテーブルと、このスライドテーブルに着脱可能に取付けられ、第３の駆動モータより伝達機構を介して伝達される駆動力により回転して静翼の翼台部を溝加工する加工ヘッドとからなるガスタービン圧縮機の静翼翼台抜取用加工装置の制御装置において、
加工ヘッドのトルクを検出するトルクセンサと、加工ヘッドの種類に応じて加工ヘッドの回転数並びに回転アームの送り速度を加工条件として、加工ヘッドのトルク限界値及び回転数限界値、回転アームの送り量及び送り速度限界値、加工ヘッドの切込み量を閾値としてそれぞれ設定する設定手段と、この設定手段で設定された加工ヘッドの切込み量に応じて前記第２の駆動モータを駆動して前記スライドベースを移動させる第１の制御手段と、前記トルクセンサにより検出された加工ヘッドのトルクと前記設定手段で設定されたトルク限界値とを比較し、前記トルクセンサにより検出されたトルクが前記トルク限界値より小さく、且つ回転アーム送り速度及び加工ヘッドの回転速度が前記設定手段で設定された各々の限界値より小さいとき前記第1の駆動モータを上昇制御し、回転アーム送り速度及び加工ヘッドの回転速度が各々の限界値より大きくなると前記第１の駆動モータ及び第３の駆動モータを減速制御し、前記トルクセンサにより検出されたトルクが前記トルク限界値より大きくなると前記第１の駆動モータの送り速度を減速制御する第２の制御手段と、この第２の制御手段により前記第１の駆動モータ及び第３の駆動モータが制御され、前記回転アームが回転角度終了位置に達すると前記回転アームを初期位置に復帰させるべく前記第１の駆動モータ及び第２の駆動モータを制御する第３の制御手段とを備えたことを特徴とするガスタービン圧縮機の静翼翼台抜取用加工装置の制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のガスタービン圧縮機の静翼翼台抜取用加工装置の制御装置において、
前記トルクセンサにより検出されたトルクが前記トルク限界値より小さく、且つトルク変化幅が工具破損を避けるための閾値より大きくなると加工ヘッド交換情報を出力する判定手段を備えたことを特徴とするガスタービン圧縮機の静翼翼台抜取用加工装置の制御装置。
【請求項３】
請求項２記載のガスタービン圧縮機の静翼翼台抜取用加工装置の制御装置において、
判定手段より出力された加工ヘッド交換情報を表示する表示手段を設けたことを特徴とするガスタービン圧縮機の静翼翼台抜取用加工装置の制御装置。
【請求項４】
請求項２記載のガスタービン圧縮機の静翼翼台抜取用加工装置の制御装置において、
判定手段より加工ヘッド交換情報が出力されると前記第１乃至第３の駆動モータに停止指令を与えることを特徴とするガスタービン圧縮機の静翼翼台抜取用加工装置の制御装置。
【請求項５】
請求項１記載のガスタービン圧縮機の静翼翼台抜取用加工装置の制御装置において、
設定手段により設定される加工ヘッドの種類に応じた加工条件としての加工ヘッドの回転数並びに回転アームの送り速度、その閾値としての加工ヘッドのトルク限界値及び回転数限界値、回転アームの送り量及び送り速度限界値、加工ヘッドの切込み量を保存する記憶装置を設け、加工ヘッドの種類を指定すると前記記憶装置から該当する加工条件並びに閾値を取込み可能にしたことを特徴とするガスタービン圧縮機の静翼翼台抜取用加工装置の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスタービン圧縮機の静翼交換時における旧翼を抜取る静翼翼台抜取用加工装置の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ガスタービン圧縮機の静翼抜取用加工装置としては、図６乃至図８に示すような構造のものがある。図６は静翼抜取用加工装置の正面図、図７は同装置の側面図、図８は同装置における駆動部を詳細に示す側面図である。
【０００３】
図６乃至図８において、１は装置本体部を支え、且つ静翼を抜取るための溝を加工する際に発生する振動を抑制するためのフレームで、このフレーム１は加工対象であるケーシング３の水平フランジ４に図示しないタービン圧縮機本体の上、下半部に有する締付け穴を利用してボルト及びナットにより強固に連結されている。
【０００４】
このフレーム１の上部にハウジング１２が長手方向に沿って取付けられた一対の直動ガイド１３に移動可能に吊下げられ、このハウジング１２にはサーボモータからなる回転アーム駆動モータ１１が取付けられている。また、ハウジング１２の下面には回転アーム駆動モータ１１の回転軸と同方向に適宜の間隔を存して一対の軸受スタンド６７ａ，６７ｂが取付けられ、これら軸受スタンド６７ａ，６７ｂに回転アームシャフト２６が回転自在に支承されている。
【０００５】
さらに、回転アーム駆動モータ１１の回転軸端部に駆動ギヤ１０が取付けられ、また回転アームシャフト２６の軸端部にギヤ８が取付けられ、さらにこれら駆動ギヤ１０及びギヤ８の間には中間軸支持台７１に回転自在に支持された中間軸７１に中間ギヤ９が取付けられ、この中間ギヤ８には駆動ギヤ１０及びギヤ８がそれぞれ噛合し、回転アーム駆動モータ１１の回転が回転アームシャフト２６に伝達可能になっている。なお、中間軸支持台７１はハウジング１２に固定されている。
【０００６】
一方、回転アームシャフト２６に回転アーム２５がキー２７を介して固定され、この回転アーム２５にはスライドベース２４が取付けられている。また、このスライドベース２４にはスライドテーブル３１がダブテール方式により嵌込まれると共に、スライドベース２４に挿入された台形ネジ６３に噛合している。
【０００７】
また、台形ネジ６３の上端部にはウォームホイール６１が取付けられ、このウォームホイール６１は回転アーム２５側に取付けられたウォーム６２に図示しないインパクトレンチを介して接続され、このウォーム６２を回転させることにより、台形ネジ６３が回転してスライドベース２４が上下動可能な構成となっている。
【０００８】
さらに、スライドテーブル３１にはブラケット７が取付けられ、このブラケット７にサーボモータからなる駆動モータ２３が取付けられると共に、その下方部に加工ヘッドとしてスピンドルヘッド２２が支持部材を介して取付けられている。このスピンドルヘッド２２はその駆動端部に歯付きプーリ２８が取付けられ、この歯付きプーリ２８に歯付きベルト３０を介して駆動モータ２３の回転軸に取付けられた駆動プーリ２９に連結されている。また、スピンドルヘッド２２の作用端部には超硬質のチップソー６が取付けられ、このチップソー６はブラケット７に取付けられたカバー３２により覆われている。
【０００９】
このような構成のガスタービン圧縮機の静翼抜取用加工装置において、いまケーシング３から静翼翼台５´を抜取るため、予め静翼５の有効部を翼台近傍でガス切断機等により切断された状態にして静翼翼台５´にしてあるものとする。
【００１０】
このような状態から静翼翼台５´から静翼５の埋込部を除去するための溝を加工するには、まずスライドベース２４に支持されたスライドテーブル３１をウォーム６２に接続された図示しないインパクトレンチを回転させて上下動させ、次に駆動モータ２３を駆動して、その回転を駆動プーリ２９、歯付きベルト３０及び歯付きプーリ２８を介してスピンドルヘッド２２の回転軸に伝達される。
【００１１】
すると、このスピンドルヘッド２２の回転軸の回転により超硬質のチップソー６が回転し、静翼翼台５´の静翼埋込み部に対応する部分に溝が加工される。
【００１２】
一方、このような動作と同時に駆動モータ１１の回転が駆動ギヤ１０、中間ギヤ９及びギヤ８を介して回転アームシャフト２６に伝達され、この回転アームシャフト２６の回転により回転アーム２５がケーシング３の内周面に沿って回転する。そして、回転アーム２５が半周し、チップソー６により一つの静翼翼台５´の静翼埋込み部に対応する部分の溝加工が終了すると、ハウジング１２を直動ガイド１３に沿って１ピッチ移動させ、次の静翼翼台５´の静翼埋込み部に対して前述同様の溝加工が行なわれる。
【００１３】
【発明が解決しようとしている課題】
しかしながら、このようなガスタービン圧縮機の静翼抜取用加工装置では、加工ヘッドが固定されているため、ある段落間に位置する静翼に対して交換補修工事を行なう場合、静翼の間隔と加工ヘッドの幅との関係により、その静翼の両隣の静翼が邪魔になって直接必要な静翼のみを除去することが困難であり、かつ一定の加工条件ではチップソーが翼台のスプリングバック等により破損してしまうことがあった。
【００１４】
本発明は上記のような問題を解決するためになされたもので、静翼交換補修工事において任意の静翼のみを迅速かつ安全に除去することができるガスタービン圧縮機の静翼抜取用加工装置の制御装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、次のような手段によりガスタービン圧縮機の静翼抜取用加工装置の制御装置を構成するものである。
【００１７】
請求項１に対応する発明は、ガスタービン圧縮機のケーシングの上半部又は下半部の開口端に取付けられたフレームと、このフレームにその長手方向に移動可能に支持され、且つ第１の駆動モータより伝達機構を介して伝達される駆動力によりケーシングの円周方向に回動する回転アームと、この回転アームに取付けられたスライドベースと、このスライドベースに前記ケーシングの内面方向に移動可能に支持され、且つ第２の駆動モータより伝達機構を介して伝達される駆動力によりスライドするスライドテーブルと、このスライドテーブルに着脱可能に取付けられ、第３の駆動モータより伝達機構を介して伝達される駆動力により回転して静翼の翼台部を溝加工する加工ヘッドとからなるガスタービン圧縮機の静翼翼台抜取用加工装置の制御装置において、加工ヘッドのトルクを検出するトルクセンサと、加工ヘッドの種類に応じて加工ヘッドの回転数並びに回転アームの送り速度を加工条件として、加工ヘッドのトルク限界値及び回転数限界値、回転アームの送り量及び送り速度限界値、加工ヘッドの切込み量を閾値としてそれぞれ設定する設定手段と、この設定手段で設定された加工ヘッドの切込み量に応じて前記第２の駆動モータを駆動して前記スライドベースを移動させる第１の制御手段と、前記トルクセンサにより検出された加工ヘッドのトルクと前記設定手段で設定されたトルク限界値とを比較し、前記トルクセンサにより検出されたトルクが前記トルク限界値より小さく、且つ回転アーム送り速度及び加工ヘッドの回転速度が前記設定手段で設定された各々の限界値より小さいとき前記第1の駆動モータを上昇制御し、回転アーム送り速度及び加工ヘッドの回転速度が各々の限界値より大きくなると前記第１の駆動モータ及び第３の駆動モータを減速制御し、前記トルクセンサにより検出されたトルクが前記トルク限界値より大きくなると前記第１の駆動モータの送り速度を減速制御する第２の制御手段と、この第２の制御手段により前記第１の駆動モータ及び第３の駆動モータが制御され、前記回転アームが回転角度終了位置に達すると前記回転アームを初期位置に復帰させるべく前記第１の駆動モータ及び第２の駆動モータを制御する第３の制御手段とを備えたものである。
【００１８】
請求項２に対応する発明は、請求項１に対応する発明のガスタービン圧縮機の静翼翼台抜取用加工装置の制御装置において、前記トルクセンサにより検出されたトルクが前記トルク限界値より小さく、且つトルク変化幅が工具破損を避けるための閾値より大きくなると加工ヘッド交換情報を出力する判定手段を備えたものである。
【００１９】
請求項３に対応する発明は、請求項２に対応する発明のガスタービン圧縮機の静翼翼台抜取用加工装置の制御装置において、判定手段より出力された加工ヘッド交換情報を表示する表示手段を設けたものである。
【００２０】
請求項４に対応する発明は、請求項２に対応する発明のガスタービン圧縮機の静翼翼台抜取用加工装置の制御装置において、判定手段より加工ヘッド交換情報が出力されると前記第１乃至第３の駆動モータに停止指令を与えるものである。
【００２１】
請求項５に対応する発明は、請求項１に対応する発明のガスタービン圧縮機の静翼翼台抜取用加工装置の制御装置において、設定手段により設定される加工ヘッドの種類に応じた加工条件としての加工ヘッドの回転数並びに回転アームの送り速度、その閾値としての加工ヘッドのトルク限界値及び回転数限界値、回転アームの送り量及び送り速度限界値、加工ヘッドの切込み量を保存する記憶装置を設け、加工ヘッドの種類を指定すると前記記憶装置から該当する加工条件並びに閾値を取込み可能にしたものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２３】
図１は本発明によるガスタービン圧縮機の静翼抜取用加工装置の正面図、図２は同実施の形態の側面図、図３は同実施の形態における駆動部を詳細に示す側面図である。なお、図６乃至図８と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる点についてのみ説明する。
【００２４】
本実施の形態では、スライドベース２４の上部に支持物を介してサーボモータからなるスライドテーブル駆動モータ１５を取付け、このスライドテーブル駆動モータ１５の回転を減速機構１６を介してウォームホイール６１と噛合させて設けられたウォーム６２に伝達し、スライドテーブル２４に挿入された台形ネジ６３を回転させることにより、スライドテーブル３１が上下動するようにしたものである。
【００２５】
また、スライドテーブル３１には加工ヘッド保持板１９が着脱自在に取付けられ、この加工ヘッド保持板１９にはブラケット７が取付けられている。このブラケット７には前述同様に加工ヘッドとしてスピンドルヘッド２２、その駆動モータ２３及び回転伝達機構がそれぞれ取付けられ、さらにスピンドルヘッド２２の軸端のアーバに加工状態を把握するためのトルクセンサ１７が設けられている。
【００２６】
図４は同実施の形態の制御装置の構成を示すブロック図である。
【００２７】
図４において、１０３はモータ駆動制御装置で、このモータ駆動制御装置１０３は回転アーム駆動モータ１１、スライドテーブル駆動モータ１５及びスピンドル駆動モータ２３をドライバ１０４、ドライバ１０５及びドライバ１０６を介して駆動制御するものである。
【００２８】
また、１００は加工プロセス全体を管理してモータ駆動制御装置１０３に制御指令を与える計算機で、この計算機１００は作業者と対話するためのキーボード等の入力手段１０２、表示装置であるＣＲＴ１０１及びスピンドル駆動モータ２３のトルクを検出するトルクセンサ１７からセンサコントローラ１１１を介して入力されるトルク検出信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１１２を備えている。
【００２９】
ここで、上記計算機１００は、加工ヘッドの種類に応じて定められた加工ヘッドＩＤ番号に対応させて切削条件としてチップソーの回転数並びに回転アームの送り速度と、その閾値としてチップソートルク限界値、チップソー回転数限界値、回転アーム送り速度限界値並びにチップソートルクの定常域とトルク変化幅がそれぞれ設定データとして保存されている記憶装置と、入力手段１０２より被削材、加工ヘッドＩＤ番号、工具材質、切込み距離、切込み回数等を入力すると記憶装置より加工ヘッドＩＤ番号に該当する切削条件とその閾値を取込むと共に、トルクセンサ１７から入力されるトルク検出値を取込んで演算処理し、各駆動モータの駆動制御に必要な判定を行なってモータ駆動制御装置１０３に各種の制御指令を与える演算部とを備えている。
【００３０】
次に計算機によるモータ駆動制御装置の作用を図５に示すフローチャートにより説明するに、ここでは回転アーム２５の円周方向の送り角の初期設定として例えばαS＝３０°〜αE＝２１０°、送り量としてα＝５°、また半径方向の全切込み量ｒm、１回当りの切込み量として例えばｒ1＝５mmとなるように回転アーム駆動モータ及びスライドテーブル駆動モータが制御されるものとして述べる。
【００３１】
いま、計算機１００において、プログラムを起動するとＣＲＴ１０１に被削材、加工ヘッドＩＤ番号、工具材質、切込み距離、切込み回数等の入力を作業者に促す情報をＣＲＴ１０１に画面表示する（２０１）。次いで入力手段１０２よりこれらの情報に対する指定を行なうと、演算部では記憶装置よりＩＤ番号と切削材に該当する切削条件のデータ、つまり回転アーム２５の送り速度、超硬チップソー６の回転数と工具破損を避けるための閾値のデータ、つまり回転アーム送り速度限界値、チップソー回転数限界値、チップソートルク限界値、チップソートルク定常域とトルク変化幅の各データを取込んで初期加工条件をセット（２０２）し、演算処理を実行して初期切込みの送りを開始する（２１２）。
【００３２】
さらに、計算機１００の演算部は、終了角度かどうかを判断（２０３）し、終了位置でなければ回転アームの現在の絶対角度が予め定められた送り角度内であるかどうかを判定（２１４）し、送り角度内であれば切削を開始する（２１３）。また、送り角度内でなければ逆回転方向の切込み送りを開始する。
【００３３】
この切削開始と同時に超硬チップソーにかかるトルクがトルクセンサ１７にて検出され、このトルク測定値はセンサコントローラ１１１およびＡ／Ｄ変換装置１１２を介して計算機１００に転送される。すると、演算部では転送されたトルク測定値がトルク限界値を超えているがどうかを判定（２０４）し、超えていれば回転アームの送り速度を下げてそのまま加工を回転アーム終了角度になるまで続行する（２０３）。
【００３４】
もし、トルク測定値がトルク限界値を超えていなければ、トルク変化幅が予め設定された標準幅を超えているかどうかを判定（２１５）し、トルク変化幅が標準幅を超えていなければ回転アーム２５、超硬チップソー６の送り速度がそれらの限界値かどうかを判断し（２０５）、まだ限界値でなければ回転アームの送り速度を上げて加工を続行し、限界値を超えると回転アーム２５、超硬チツプソー６の送り速度をトルク測定値がトルク限界値を超えなくなるまで落とす（２０６）。
【００３５】
また、上記トルク変化幅が標準幅より大きくなると、工具破損の恐れがあるとして工具交換情報を出力（２０７）し、ＣＲＴ１０１にその旨を表示すると共に、スピンドル駆動モータに回転アームに逆回転指令（２０８）を出して初期の状態に戻し、加工作業を中止する。
【００３６】
このような手順により１パス目が終了したら（２０３）、回転アームの角度を初期位置まで戻し（２０９）、切込み方向における現在位置が終了位置かどうか判断する（２１０）。終了位置であるならば加工は終了するが、終了位置でなければスライドテーブル駆動モータを予め設定された切込み分だけ、さらに切込み送りをかけ（２１１）、前述同様の加工および制御を繰り返しす。そして、すべての切込み方向に対する加工、制御が行なわれると作業が終了する。
【００３７】
なお、この実施の形態によれば、超硬チップソーの切削時の動きは常に一方向であるが、ヘッドにより切削送りを一度止め、一旦戻してから切削送りをかけるということを繰り返す等多様な動きをさせるようにしてもよい。
【００３８】
また、表示装置はＣＲＴに限らず液晶やプラズマ方式を用いてもよい。特に制御装置自身で指示等を表示させる場合は液晶表示装置を用い、入力手段にタッチスクリーンを用いる組み合わせが好適である。
【００３９】
さらに、上述した実施の形態においては、コンピュータに実行させることのできるプログラムとして、例えば磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリなどの記録媒体に書き込んで各種装置に適用したり、通信媒体により伝送して各種装置に適用させることも可能である。
【００４０】
本装置を実現するコンピュータは、記録媒体に記録されたプログラムを読み込み、このプログラムによって動作が制御されることにより、上述した処理を実行することができる。
【００４１】
このように本実施の形態では、加工ヘッドを任意に選ぶことにより異なる段落の静翼台を切削加工できると共に、ある任意の加工ヘッドにおける初期加工条件が自動的に選出されるので、工具の破損を減らすことができる。しかも、ある任意の加工ヘッドの初期加工条件を記録しておくことができる。
【００４２】
また、常に加工状態を把握することができ、かつその状態に応じた対策を取ることができ、しかも加工状態に応じた加工条件に自動的に制御されるので、工具破損等を減らすことができる。
【００４３】
さらに、作業を自動的に停止するので、作業者の安全が確保され、工具の変更指示を出すことにより、より良い作業性能が保証される。
【００４４】
一方、自動切込み位置決め機構を有しているので工具破損を避けることができ、より高い安全性、品質を得ることができる。
【００４５】
一方、これらの制御はプログラムによって行われるので、省力化および使用ヘッド毎の動きを制御するのが可能である。
【００４６】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、静翼交換補修工事において任意の静翼のみを迅速かつ安全に除去することができるガスタービン圧縮機の静翼抜取用加工装置の制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるガスタービン圧縮機の静翼翼台抜取用加工装置の実施の形態を示す正面図。
【図２】同実施の形態を示す側面図。
【図３】同実施の形態における駆動部を拡大して示す詳細図。
【図４】同実施の形態の静翼翼台抜取用加工装置の制御装置を示すブロック図。
【図５】同制御装置の作用を説明するための制御内容を示すフローチャート。
【図６】従来のガスタービン圧縮機の静翼翼台抜取用加工装置の正面図。
【図７】同じくガスタービン圧縮機の静翼翼台抜取用加工装置を示す側面図。
【図８】同静翼翼台抜取用加工装置の駆動部を拡大して示す詳細図。
【符号の説明】
１……フレーム
３……ケーシング
５……静翼
６……超硬チップソー
８……ギヤ
９……中間ギヤ
１０……駆動ギヤ
１２……ハウジング
１３……直動ガイド
１５……スライドテーブル駆動モータ
１６……減速機構
１７……トルクセンサ
１９……加工ヘッド保持板
２２……スピンドルヘッド
２３……スピンドル駆動モータ
２４……スライドベース
２５……回転アーム
３１……スライドテーブル
１００……計算機
１０１……ＣＲＴ
１０２……入力手段
１０３……モータ駆動制御装置
１０４〜１０６……ドライバ
【図１】
0003913943.tif 000002
【図２】
0003913943.tif 000003
【図３】
0003913943.tif 000004
【図４】
0003913943.tif 000005
【図５】
0003913943.tif 000006
【図６】
0003913943.tif 000007
【図７】
0003913943.tif 000008
【図８】
0003913943.tif 000009