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Title:
PROFILING APPARATUS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/051241
Kind Code:
A1
Abstract:
This aims to provide a profiling apparatus (10) for profiling a work (100). The profiling apparatus (10) comprises a shoe (1) for contacting the work (100), an air cylinder (20) for making the shoe (1) vertically movable, a clamp mechanism (3) for gripping the work (100) from a side face positioned in a direction (Y) perpendicular to an advancing direction (X), and a transversely direct-acting slide guide (8) for sliding the clamp mechanism (3) in the direction (Y).

Inventors:
MARUYAMA KENSUKE (JP)
YAMAGUCHI OSAMU (JP)
SHIMANUKI TAKASHI (JP)
TSUJI KOICHI (JP)
IKEDA TAKAHIRO (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/068896
Publication Date:
April 23, 2009
Filing Date:
October 17, 2008
Export Citation:
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Assignee:
TOSHIBA KK (JP)
MARUYAMA KENSUKE (JP)
YAMAGUCHI OSAMU (JP)
SHIMANUKI TAKASHI (JP)
TSUJI KOICHI (JP)
IKEDA TAKAHIRO (JP)
International Classes:
G01N29/26; B23Q35/00
Foreign References:
JPS61134659A1986-06-21
JPS63119984A1988-05-24
JPS6196453A1986-05-15
JP2007160406A2007-06-28
JPH06242087A1994-09-02
Attorney, Agent or Firm:
SUZUYE, Takehiko et al. (1-12-9 Toranomo, Minato-kuTokyo 01, JP)
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Claims:
 ワークを倣う倣い装置であって、
 前記ワークの倣う部分に接触するシューと、
 前記シューを垂直方向に可動させるエアシリンダと、
 前記ワークを倣う進行方向に対して側面から前記ワークの倣う部分を把持する把持手段と、
 前記ワークを倣う進行方向に直交する方向に、前記把持手段をスライドするスライド手段と
を備えたことを特徴とする倣い装置。
 倣う方向に対して、ピッチ、ロール及びヨーのうちいずれか1つ以上の動きに、前記シューを可動させるための可動手段
を備えたことを特徴とする請求項1に記載の倣い装置。
 前記シューが前記ワークの倣う部分に接する面上の点を旋回中心として、前記シューを円弧状に旋回させる旋回手段
を備えたことを特徴とする請求項1に記載の倣い装置。
 前記把持手段は、前記ワークの倣う部分を把持する力を発生させるエアシリンダを備えたこと
を特徴とする請求項1に記載の倣い装置。
 前記ワーク上の倣う方向にある干渉物を検出する干渉物検出手段を備え、
 前記干渉物検出手段による前記干渉物の検出により、前記シューを前記干渉物から回避すること
を特徴とする請求項1に記載の倣い装置。
 基準とする位置から前記ワークの倣う部分の位置の変位を検出する変位検出手段を備え、
 前記変位検出手段による変位の検出に基いて、前記ワークの倣う部分を所定の倣い範囲内に位置させること
を特徴とする請求項1に記載の倣い装置。
 請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の倣い装置と、
 前記シューに設けられ、前記ワークの倣う部分に超音波を発して探傷する超音波探傷子と
を備えたことを特徴とする超音波探傷装置。
 請求項7に記載の超音波探傷装置を用いて、環状の断面であるワークの内周側に位置する突起形状物を超音波探傷する超音波探傷方法であって、
 前記断面が回転する方向に前記ワークを回転させる軸を回転軸θ、前記回転軸θと平行な前記超音波探傷装置を回転させる軸を回転軸α、超音波探傷をする状態の前記超音波探傷装置の高さをL、前記断面を貫通する方向に、前記回転軸θの回転中心を通る軸をZ軸とし、
 前記突起形状物から法線方向に高さLの点と前記回転軸θの回転中心とを結ぶ直線と、前記Z軸とのなす角度θ1を求め、
 前記ワークを前記回転軸θにより、前記角度θ1を回転させ、
 前記回転により、前記突起形状物から法線方向に高さLの点が前記Z軸上になる点を点Pとし、前記点Pと前記突起形状物とを結ぶ直線と、前記Z軸とのなす角度θ2を求め、
 前記回転軸αにより、前記超音波探傷装置と前記Z軸との角度が前記角度θ2となるように、前記超音波探傷装置を回転させ、
 前記回転軸αの回転中心が前記点Pと重なるように、前記超音波探傷装置を前記Z軸に沿って移動させ、
 前記エアシリンダにより、前記シューを接触させたこと
を特徴とする超音波探傷方法。
Description:
倣い装置

 本発明は、ワークの形状を倣う倣い装置 関する。

 一般に、検査、計測、加工などの分野に いて、表面を倣う倣い装置が用いられてい 。一般的な倣い装置は、対象のワークやダ ーに倣い装置を押付けることによって倣い 作を行う(例えば、日本国特許出願公開平6-2 42087号公報参照)。

 しかしながら、従来の倣い装置では、対 のワークに断続部などの干渉物がある場合 は、単に倣い装置をワークに押付けるだけ は対応できない。なぜなら、倣い装置がワ クの断続部に嵌り、動けなくなったり、ワ クを固定するための冶具に干渉したりする 能性があるからである。

 このような断続部は倣い装置にとって干 物となりうる。このような断続部を持つワ クとして、例えば、航空機の機体内部にあ 縦通材のようなものがある。このワークは 長手の突起形状をしている。さらに、その ークは、直線部分だけでなく、湾曲した部 もある複雑な形状をしている。

 本発明の目的は、干渉物を有する複雑な 状のワークを倣うことに適した倣い装置を 供することにある。

 本発明の観点に従った倣い装置は、ワー を倣う倣い装置であって、前記ワークに接 するシューと、前記シューを垂直方向に可 させるエアシリンダと、前記ワークを倣う 行方向に対して側面から前記ワークを把持 る把持手段と、前記ワークを倣う進行方向 直交する方向に、前記把持手段をスライド るスライド手段とを備えた構成である。

図1Aは、本発明の第1の実施形態に係る 倣い装置がワークを把持する前の状態を示す 状態図である。 図1Bは、本発明の第1の実施形態に係る 倣い装置がワークを把持している状態を示す 状態図である。 図1Cは、本発明の第1の実施形態に係る 倣い装置の横方向の直動スライドガイドが動 いた状態を示す状態図である。 図2は、本発明の第1の実施形態の第1の 形形態に係る倣い装置の構成を示す正面図 ある。 図3は、本発明の第1の実施形態の第2の 形形態に係る倣い装置の構成を示す正面図 ある。 図4Aは、本発明の第1の実施形態に係る 倣い装置による第1段階の倣い動作の状態を す状態図である。 図4Bは、本発明の第1の実施形態に係る 倣い装置による第2段階の倣い動作の状態を す状態図である。 図4Cは、本発明の第1の実施形態に係る 倣い装置による第3段階の倣い動作の状態を す状態図である。 図4Dは、本発明の第1の実施形態に係る 倣い装置による第4段階の倣い動作の状態を す状態図である。 図5は、本発明の第2の実施形態に係る い装置の構成を示す正面図である。 図6は、本発明の第3の実施形態に係る い装置の構成を示す正面図である。 図7は、本発明の第4の実施形態に係る い装置の構成を示す正面図である。 図8は、本発明の第5の実施形態に係る い装置の構成を示す正面図である。 図9は、本発明の第5の実施形態に係る2 の倣い装置による構成を示す側面図である 図10は、本発明の第5の実施形態に係る 倣い装置のシューが傾いた状態を示す状態図 である。 図11Aは、本発明の第6の実施形態に係 倣い装置がワークを把持する前の状態を示 状態図である。 図11Bは、本発明の第6の実施形態に係 倣い装置がワークを把持している状態を示 状態図である。 図11Cは、本発明の第6の実施形態に係 倣い装置の接触子を開いた状態を示す状態 である。 図12Aは、本発明の第7の実施形態に係 倣い装置の適切な倣い状態での構成を示す 面図である。 図12Bは、本発明の第7の実施形態に係 倣い装置の適切な倣い範囲からずれた状態 の構成を示す正面図である。 図13は、本発明の第8の実施形態に係る 倣い装置の構成を示す側面図である。 図14Aは、本発明の第8の実施形態に係 倣い装置による第1段階の倣い動作の状態を 示す状態図である。 図14Bは、本発明の第8の実施形態に係 倣い装置による第2段階の倣い動作の状態を 示す状態図である。 図14Cは、本発明の第8の実施形態に係 倣い装置による第3段階の倣い動作の状態を 示す状態図である。 図15Aは、本発明の第9の実施形態に係 倣い装置による第1段階の倣い動作の状態を 示す状態図である。 図15Bは、本発明の第9の実施形態に係 倣い装置による第2段階の倣い動作の状態を 示す状態図である。 図15Cは、本発明の第9の実施形態に係 倣い装置による第3段階の倣い動作の状態を 示す状態図である。 図15Dは、本発明の第9の実施形態に係 倣い装置による第4段階の倣い動作の状態を 示す状態図である。 図16Aは、本発明の第10の実施形態に係 る超音波探傷方法における倣い装置の配置を 示すワークのY-Z平面の断面図である。 図16Bは、本発明の第10の実施形態に係 る超音波探傷方法における倣い装置の配置を 示すワークのZ-X平面の断面図である。 図17は、本発明の第10の実施形態に係 超音波探傷方法における倣い装置のZ-X平面 標上の動きを示す座標図である。 図18は、本発明の第10の実施形態に係 超音波探傷方法における倣い装置のY-Z平面 標上の動きを示す座標図である。 図19は、本発明の第10の実施形態に係 超音波探傷方法における倣い装置の初期状 を示す座標図である。 図20は、本発明の第10の実施形態に係 超音波探傷方法における倣い装置の長さL1を 示す構成図である。 図21は、本発明の第10の実施形態に係 超音波探傷方法における手順1を説明するた の倣い装置の状態を示す状態図である。 図22は、本発明の第10の実施形態に係 超音波探傷方法における手順2を説明するた の倣い装置の状態を示す状態図である。 図23は、本発明の第10の実施形態に係 超音波探傷方法における手順3及び手順4を説 明するための倣い装置の状態を示す状態図で ある。 図24は、本発明の第10の実施形態に係 超音波探傷方法における手順5を説明するた の倣い装置の状態を示す状態図である。 図25は、本発明の第10の実施形態に係 超音波探傷方法における手順6を説明するた の倣い装置の状態を示す状態図である。 図26は、本発明の第10の実施形態に係 超音波探傷方法におけるα2軸及びα3軸の軸 転を示す装置の状態を示す状態図である。 図27は、本発明の第10の実施形態に係 超音波探傷方法における送り装置の姿勢をX 方向に傾けた状態を示す状態図である。

 以下図面を参照して、本発明の実施形態 説明する。

(第1の実施形態)
 図1A、図1B及び図1Cは、本発明の第1の実施形 態に係る倣い装置10の動作を示す状態図であ 。ここで、X軸、Y軸及びZ軸は、それぞれ直 する軸とする。また、ワーク100を倣う方向( 倣い装置の進行方向)は図の紙面に垂直な方 (X軸方向)とする。なお、以降において、同 部分には同一符号を付してその詳しい説明 省略し、異なる部分について主に述べる。 降の実施形態も同様にして重複した説明を 略する。

 倣い装置10は、シュー1、フレーム2A,2B、 ランプ機構3、2つの弾性体4、スライド部6、4 つの垂直方向の直動スライドガイド7、横方 の直動スライドガイド8、固定部9、接続板11 エアシリンダ20、精密減圧弁23、及び電磁弁 24を備えている。

 クランプ機構3は、ワーク100を進行方向に 対して両側からワーク100を挟む。これにより 、倣い装置10は、クランプ機構3が前記ワーク を把持した状態で倣う。クランプ機構3は、2 の接触子31と、クランプ機構本体34と、2つ 接触子をそれぞれクランプ機構本体34に留め るための2つのピン33と、2つの接触子3を内側 引き寄せるための2つの弾性体32とを備えて る。

 2つの接触子31は、クランプ機構本体34に れぞれピン33で留められている。2つの接触 31は、それぞれの接触子31を留めているピン3 3を支点に可動する。2つの接触子31は、先端 テーパ形状になっている。これにより、2つ 接触子31は、ワーク100を掴みやすくしてい 。2つの接触子31は、クランプ機構本体34の下 方に出ている突起を間にして、それぞれ弾性 体32でこの突起に接続されている。従って、2 つの接触子31は、それぞれ弾性体32により内 に引き寄せられている。これにより、2つの 触子31は、2つの弾性体32の縮む力により、 ーク100を常に挟む力を発生させている。

 シュー1は、倣おうとするワーク100に接触 させる部分である。シュー1は、クランプ機 本体34に取り付けられている。

 クランプ機構3は、フレーム2Aに取り付け れている。

 横方向の直動スライドガイド8は、クラン プ機構3を、フレーム2Aに対して横方向(倣い 向に対して直交する方向)に相対運動できる うにしたものである。横方向の直動スライ ガイド8は、レール81とブロック82を備えて る。レール81は、フレーム2Aの下側に取り付 られている。ブロック82は、クランプ機構 体34の上側に取り付けられている。このよう な構成により、横方向の直動スライドガイド 8は、倣い装置10が倣う進行方向に対して横方 向に、レール81に沿って、スライドする。

 2つの弾性体4は、クランプ機構本体34の横 スライドガイド8が横に可動する方向の両側 フレーム2Aとの間にそれぞれ接続されている 。2つの弾性体4は、その伸縮力により、クラ プ機構3及びシュー1をセンタリングする。

 フレーム2Bは、フレーム2Aの上側に固定さ れている。なお、フレーム2Bは、フレーム2A 一体型に形成されていてもよい。

 4つの垂直方向の直動スライドガイド7は スライド部6の四隅を支持するように設けら ている。具体的には、垂直方向の直動スラ ドガイド7は、スライド部6の両側に各2つず 取り付けられている。スライド部6の各片側 に取り付けられた2つの垂直方向の直動スラ ドガイド7は、両端に位置するように取り付 られている。垂直方向の直動スライドガイ 7は、スライド部6をフレーム2Bに対して相対 的に垂直方向に可動させるためのものである 。垂直方向の直動スライドガイド7は、レー 71及び2つのブロック72を備えている。レール 71は、スライド部6に固定されている。ブロッ ク72は、フレーム2Bに固定されている。2つの ロック72は、垂直方向に可動する可動スラ ド部6を支持するように、上下に分けて設け れている。この構成により、スライド部6は 、レール71に沿うように、上下に可動する。

 エアシリンダ20は、スライド部6の下側に けられている。エアシリンダ20は、垂直方 の直動スライドガイド7により、スライド部6 がスライドできる方向(即ち、上下方向)に伸 する。エアシリンダ20は、シュー1の出し入 を制御するための機器である。即ち、エア リンダ20は、作動させることにより、フレ ム2A,2B、クランプ機構3、及びシュー1を垂直 向に動かすことができる。

 これにより、ワーク100を倣っているとき 、例えばワーク100に断続部があった場合な でも、シュー1をエアシリンダ20で持ち上げ 、断続部にシュー1が嵌り込むことを回避す ることが可能である。

 さらに、エアシリンダ20は、倣い装置10B 押付けストロークを緩衝する弾性要素でも る。エアシリンダ20の弾性要素により、倣い 装置10は、ワーク100を押付けたときの緩衝機 を有する。これにより、倣い装置10は、ワ ク100に過大な押付け力を掛けない。エアシ ンダ20は、ワーク100を倣う際の上下方向のズ レを許容する。

 エアシリンダ20は、シリンダ201及びロッ 202を備えている。シリンダ201は、スライド 6に固定されている。ロッド202は、フレーム2 Cに固定されている。

 精密減圧弁23は、エアシリンダ20の内部の 空気圧を制御する。精密減圧弁23は、エアシ ンダ20のSA側(上方側)の空気圧を制御するよ に設置されている。精密減圧弁23は、リリ フ機能付である。精密減圧弁23は、エアシリ ンダ20と圧縮空気の供給源(1次側)の間の空気 回路に配置されている。この空気圧回路に 、図では省略される制御装置によって駆動 れる電磁弁24が設けられている。また、こ 空気回路には、必要に応じてフィルタなど 機器も配置されているものとする。

 固定部9は、送り装置15に倣い装置10を固 するものである。固定部9は、固定した倣い 置10を送り装置15により各方向へ動かす。

 接続板11は、固定部9とスライド部6の間に 設けられている。接続板11は、複数の倣い装 10を接続するためのものである。このため 倣い装置10を1つしか用いない場合は、接続 11を省略し、スライド部6に直接固定部9を接 してもよい。

 次に、倣い装置10の動作について説明す 。

 図1Aは、倣い装置10の動作前の状態を示す 状態図である。図1Bは、倣い装置10がワーク10 0を把持した状態を示す状態図である。図1Cは 、倣い装置10の横方向の直動スライドガイド8 が動いた状態を示す状態図である。

 倣い装置10は、ワーク100からシュー1が浮 た状態から始まる。

 まず、倣い装置10は、エアシリンダ20を駆 動し、シュー1をワーク100に向けて降ろす。 れにより、倣い装置10は、図1Bに示すように ワーク100に接した接触子31が開き、ワーク10 0をクランプする。倣い装置10は、ワーク100を 掴みやすくするために接触子31の先端をテー 形状になっており、かつクランプ機構3及び シュー1をセンタリングするために弾性体4を けている。このため、倣い装置10は、エア リンダ20でシュー1及びクランプ機構3を押付 るだけで、ワーク100を掴むことができる。

 接触子31には、常に弾性体32が収縮する方 向に力が働いている。このため、ワーク100に は、常にクランプ力が作用する。

 エアシリンダ20は、シュー1をワークに押 ける押付け力を与える。この押付け力を発 させるには、リリーフ機能付きである精密 圧弁23を介して、SA側に圧縮空気を供給する 。

 倣い装置10による倣い動作は、図1Bのよう にエアシリンダ20を作動して、シュー1をワー ク100に押付けたまま行う(図の例では、図の 面垂直方向に動かす)。

 ここで、送り装置15の制御誤差やワーク10 0のたわみなどにより、倣い装置10とワーク100 の上下方向にズレが生じた場合でも、エアシ リンダ20によってズレを吸収できる。

 また、送り装置15の移動方向とワーク100 横方向にズレたとする。この場合でも、倣 装置10は、クランプ機構3でワーク100を挟ん まま、図1Cのように、横方向の直動スライド ガイド8により横方向にスライドできる。従 て、クランプ機構3に保持されているシュー1 も一緒にスライドすることができるため、送 り装置15の制御誤差やワーク100の位置精度に 因するズレを許容することができる。

 前述のように、エアシリンダ20により、 ュー1が必要なときに出し入れできる。した って、ワーク100に断続部などがあった場合 も、シュー1が断続部に嵌り込むことなく、 倣うことも可能である。

 これについて、倣い装置10を4個つなげた 成の倣い装置10Uによる倣い動作を例に用い 説明する。なお、ここでは、説明の便宜上 4個の倣い装置10による構成で説明するが、 くつの倣い装置10で構成されたものでもよ 。

 図4A、図4B、図4C及び図4Dは、本実施形態 係る倣い装置10Uによる倣い動作の状態を示 状態図である。図4A~図4Dは、倣い装置10Uによ る倣い動作の状態を順次に示している。図4A~ 図4D中において、倣い装置10a,10b,10c,10dは、倣 装置10と同じ装置である。また、倣い装置10 aを構成する部分については、図1A~図1Cに示す 符号に、補助符号としてaを付している。同 にして、倣い装置10b~10dを構成する部分につ ても、補助符号としてそれぞれb~dを付して る。

 倣い装置10Uは、4個の倣い装置10を1ユニッ トとして構成したものである。倣い装置10Uは 、1つの倣い装置10の接続板11を延長し、この 続板11に4個の倣い装置10を接続したもので る。エアシリンダ20a~20dの空気圧回路は倣い 置10a~10dごとに独立である。エアシリンダ20 SA側に送る圧縮空気の圧力は、精密減圧弁23 で調整することにより、シュー1の押付け力 一定にする。これにより、シュー1は、ワー 100Aに対して、常時適切な密着力を得ること ができる。

 ワーク100Aは、一部に断続部HLがある長物 ワークである。ワーク100Aの端には、ワーク 100Aを固定する治具14が設けられている。

 倣い装置10Uは、図4Aに示すように、倣い 置10aが断続部HLに差し掛かると、図示してい ない制御機器により信号を出して電磁弁24aを 作動させる。電磁弁24aの作動により、エアシ リンダ20が駆動され、シュー1aを持ち上げる このようにして、倣い装置10Uは、干渉が生 る直前に、シュー1aの出入りを制御する。

 同様にして、倣い装置10b,10c,10dについて 、断続部HLに差し掛かると、電磁弁24b,24c,24d 作動させ、シュー1b,1c,1dを持ち上げる。

 倣い装置10Uは、図4Cに示すように、倣い 置10aが冶具14に差し掛かると、図示していな い制御機器により信号を出して電磁弁24aを作 動させる。電磁弁24aの作動により、エアシリ ンダ20が駆動され、シュー1aを持ち上げる。 のようにして、倣い装置10Uは、干渉が生じ 直前に、シュー1aの出入りを制御する。

 同様にして、倣い装置10b,10c,10dについて 、冶具14に差し掛かると、電磁弁24b,24c,24dを 動させ、シュー1b,1c,1dを持ち上げる。

 上述のようにして、倣い装置10Uは、ワー 100Aの断続部HL及び治具14などの干渉物付近 倣い装置10a~10dが到達した場合、制御装置の 号によりエアシリンダ20a~20dにより、シュー 1a~1dと干渉を避ける方向にシュー1を逃がす動 作を行う。

 倣い装置10Uは、さらに進行方向にワーク1 00Aが存在し、倣い動作を続ける必要がある場 合には、再度シュー1をワーク100Aに押付けて い作業を再開することもできる。

 本実施形態によれば、倣い装置10は、ワ ク100をクランプすることができるため、制 やワーク100の位置精度に起因するズレが生 た場合でも、これを許容して倣うことがで る。

 倣い装置10は、自身の動作により、断続 などとの干渉を避け、かつ必要な領域を倣 ことができる。従って、倣い装置10は、ワー ク100Aを倣う動作中において、ワーク100Aの断 部HLにシュー1が嵌り込んだり、或いはワー 100Aを固定する治具14に干渉したりすること 避けることができる。

 倣い装置10Uは、複数の倣い装置10により 成することで、1度の倣い動作で、複数のシ ー1a~1dによりワークを倣うことができる。

(第2の実施形態)
 図5は、本発明の第2の実施形態に係る倣い 置10Aの構成を示す正面図である。また、ワ ク100を倣う方向(倣い装置の進行方向)は図の 紙面に垂直な方向(X軸方向)とする。

 倣い装置10Aは、図1A~図1Cに示す第1の実施 態に係る倣い装置10において、シュー1のX軸 方向にある両側側面を、ピン16Aでクランプ機 構本体34Aに留める構成としている。このよう な構成とするために、クランプ機構本体34Aは 、倣い装置10のクランプ機構本体34の形状を 形させたものである。その他の点は、倣い 置10と同様である。

 倣い装置10Aは、ピン16Aにより、シュー1を ロール方向に揺動できるようにしている。

 本実施形態によれば、第1の実施形態の作 用効果に加え、さらに送り装置15の制御誤差 、ワーク100の取付け誤差などを吸収しなが 倣う構成とすることができる。

(第3の実施形態)
 図6は、本発明の第3の実施形態に係る倣い 置10Bの構成を示す正面図である。また、ワ ク100を倣う方向(倣い装置の進行方向)は図の 紙面に垂直な方向(X軸方向)とする。

 倣い装置10Bは、図1A~図1Cに示す第1の実施 態に係る倣い装置10において、シュー1のY軸 方向にある両側側面を、ピン16Bでクランプ機 構本体34Bに留める構成としている。このよう な構成とするために、クランプ機構本体34Bは 、倣い装置10のクランプ機構本体34の形状を 形させたものである。その他の点は、倣い 置10と同様である。

 倣い装置10Bは、ピン16Bにより、シュー1を ピッチ方向に揺動できるようにしている。

 本実施形態によれば、第1の実施形態の作 用効果に加え、さらに送り装置15の制御誤差 、ワーク100の取付け誤差などを吸収しなが 倣う構成とすることができる。

(第4の実施形態)
 図7は、本発明の第4の実施形態に係る倣い 置10Cの構成を示す正面図である。また、ワ ク100を倣う方向(倣い装置の進行方向)は図の 紙面に垂直な方向(X軸方向)とする。

 倣い装置10Cは、図1A~図1Cに示す第1の実施 態に係る倣い装置10において、シュー1AのX 方向にある両側側面を、ピン16Cでクランプ 構本体34Cに留め、クランプ機構本体34Cとシ ー1Aの間に軸受15を設け、軸受15とシュー1Aを アーム17で接続した構成としている。このよ な構成とするために、クランプ機構本体34C 、倣い装置10のクランプ機構本体34の形状を 変形させたものである。その他の点は、倣い 装置10と同様である。

 倣い装置10Cは、ピン16Cにより、シュー1A ロール方向に揺動できるようにしている。 た、軸受15により、シュー1A、ピン16C及びこ らを保持するアーム17をヨー方向に回転で るようにしている。

 本実施形態によれば、第1の実施形態の作 用効果に加え、さらに送り装置15の制御誤差 、ワーク100の取付け誤差などを吸収しなが 倣う構成とすることができる。

(第5の実施形態)
 図8は、本発明の第5の実施形態に係る倣い 置10Dの構成を示す正面図である。また、ワ ク100を倣う方向(倣い装置の進行方向)は図の 紙面に垂直な方向(X軸方向)とする。

 倣い装置10Dは、図1A~図1Cに示す第1の実施 態に係る倣い装置10において、2つの接触子3 1うちの1つの接触子31の代わりに、クランプ 構本体34Dに取り付けた円弧スライドガイド19 及び軸受15を設け、円弧スライドガイド19と 受15とをアーム18で保持し、シュー1をシュー 1Aに代え、軸受15とシュー1Aとをアーム17で保 した構成としている。このような構成とす ために、クランプ機構本体34Dは、倣い装置1 0のクランプ機構本体34の形状を変形させたも のである。その他の点は、倣い装置10と同様 ある。

 円弧スライドガイド19は、クランプ機構3 側面に配置し、倣い装置10Dの進行方向であ ピッチ方向に揺動可能なように取付けされ いる。円弧スライドガイド19は、レール191 びブロック192を備えている。レール191は、 ランプ機構本体34Dの側面に固定されている ブロック192は、アーム18に固定されている。 ブロック192は、レール191に対して円弧状にス ライドすることができる。円弧スライドガイ ド19の旋回中心は、シュー1Aがワーク100と接 る面に設けてある。

 図9は、本実施形態に係る2つの倣い装置10 D1,10D2による構成を示す側面図である。

 倣い装置10D1,10D2の基本構成は、倣い装置1 0Dである。

 倣い装置10D1と倣い装置10D2は、それぞれ シュー1AAとシュー1ABとの形状が異なる。ま 、シュー1AAとシュー1ABは、それぞれワーク10 0に対して接触する接触位置O1,O2も異なる。そ のため、倣い装置10D1と倣い装置10D2のそれぞ の円弧スライドガイド19A,19Bの旋回半径も異 なる。なお、円弧スライドガイド19A,19Bは、 じ旋回半径のものを用いてもよい。

 図10は、本実施形態に係る倣い装置10D2の ュー1ABが傾いた状態を示す状態図である。

 倣い装置10D2は、シュー1ABの回転中心をワ ーク100の接触面に設けているため、X方向の 置ズレは起きない。

 2つの倣い装置10D1,10D2により、ワーク100を 倣うことにより、1回の倣い動作で同時に、 ーク100の別々の2箇所を倣うことができる。

 本実施形態によれば、第1の実施形態の作 用効果に加え、円弧スライドガイド19により 倣い作業時にピッチ方向に生じた制御やワ ク取付位置の誤差を吸収することができる また、倣い装置10Dの進行方向であるX方向の 変化分を考慮する必要がないため、制御面で の処置も単純化することができる。

 従って、倣い装置10Dは、シュー1Aを保持 る部分に円弧スライドガイド19を配置するこ とにより、倣いの進行方向であるピッチ方向 の誤差を吸収しながら、かつワーク表面を旋 回中心としてワークに倣うことができる。

(第6の実施形態)
 図11A、図11B及び図11Cは、本発明の第6の実施 形態に係る倣い装置10Eの動作を示す状態図で ある。

 倣い装置10Eは、図1A~図1Cに示す第1の実施 態に係る倣い装置10において、2つの接触子3 1のうちの1つの接触子31及びこの接触子31に接 続されている1つの弾性体32を取り外し、もう 1つの弾性体32の代わりに、エアシリンダ80を け、シュー1の代わりに、シュー1Aを設け、 ランプ機構本体34の代わりに、クランプ機 本体34Eを設けている。エアシリンダ80には、 精密減圧弁83を備えた空気圧回路が接続され いる。その他の点は、倣い装置10と同様で る。

 クランプ機構本体34Eは、接触子31が設け れていない側を、接触子31と同じ長さになる 程度にアーム状に伸ばしている。クランプ機 構本体34Eは、アーム状に伸ばした先の部分に シュー1Aを取り付けている。このクランプ機 は、接触子31とシュー1Aにより、ワーク100を 挟む。

 シュー1Aは、例えばワーク100の角部を倣 ために構成された形状であり、かつ接触31と 向かい合わせることによって、ワーク100を挟 むことが可能である。

 エアシリンダ80は、接触子31を内側に引き 寄せる力を発生させる。これにより、エアシ リンダ80は、ワーク100を挟む力(クランプする 力)を発生させている。エアシリンダ80は、シ リンダ801及びロッド802を備えている。シリン ダ801は、接触子31に揺動可能なように取付け れている。ロッド802は、クランプ機構本体3 4に揺動可能なように取付けられている。

 精密減圧弁83は、エアシリンダ80の内部の 空気圧を制御する。即ち、精密減圧弁83は、 アシリンダ80に圧縮空気を送り出す。精密 圧弁83は、リリーフ機能付である。精密減圧 弁83は、エアシリンダ80と圧縮空気の供給源(1 次側)の間の空気圧回路に配置されている。 密減圧弁83は、図示されていない制御機器か ら出力される電気信号により、エアシリンダ 80に送り出す空気圧力を調整することができ 。また、この空気回路には、必要に応じて 磁弁やフィルタなどの機器も配置されてい ものとする。

 次に、倣い装置10Eによるワーク100を把持 る(クランプする)動作について説明する。

 図11Aは、倣い装置10Eがワーク100を把持す 前の状態を示す状態図である。図11Bは、倣 装置10Eがワーク100を把持している状態を示 状態図である。図11Cは、倣い装置10Eの接触 31を開いた状態を示す状態図である。

 接触子31は、エアシリンダ80が収縮するよ うSD側に圧力をかけることにより、ワーク100 挟む。接触子31は、エアシリンダ80が拡張す るようSC側に圧力をかけることにより、ワー 100を放す。

 倣い装置10Eは、図11Aに示すワーク100を把 する前の状態から、ワーク100をクランプす 方法には、次のように行う。

 1つのやり方は、倣い装置10Eは、エアシリ ンダ20を作動させて、シュー1Aをワーク100に 付ける。これにより、倣い装置10Eは、接触 31が開き、ワーク100を挟むことができる。

 もう1つのやり方は、倣い装置10Eは、図11C に示すように、接触子31を開く方向(SC側)にエ アシリンダ80に圧縮空気を送る。次に、倣い 置10Eは、エアシリンダ20で、シュー1Aをワー ク100に接触させる動作を行う。その後、倣い 装置10Eは、接触子31を閉じる方向に(SD側)にエ アシリンダ80に圧縮空気を送る。これにより 倣い装置10Eは、ワーク100を把持する。この 合は、倣い装置10Eは、最初から接触子31が いているため、ワーク100を挟みやすい。ま 、倣い装置10Eは、ワーク100を挟んだ後にク ンプ力を増加させることもできる。

 次に、倣い装置10Eによるワーク100を倣う 作について説明する。

 倣い装置10Eを傾けて使用する場合、クラ プ機構3の自重により、クランプ機構3のク ンプ力が増減することがある。同様に、シ ー1Aの自重により、シュー1Aの押付け力が増 することがある。

 このような場合、倣い装置10Eは、エアシ ンダ80と精密減圧弁83でワーク100をクランプ する力を調整する。このようにして、倣い装 置10Eは、重力の影響を軽減し、適切なクラン プ力を常に与える。具体的には、制御機器は 、傾きの程度に応じて、電気信号を精密減圧 弁83に出力し、精密減圧弁83の調整すべき空 圧力を変更する。精密減圧弁により圧力を 整された圧縮空気は、エアシリンダ80に送ら れる。このようにして、適切な圧力の範囲で クランプ力をコントロールすることができる 。

 制御機器は、倣い装置10Eの傾きに応じて 化するクランプ力とこれを補正するために 要な空気圧力を予め求めておくことで、任 の傾き角度に対応することができる。

 本実施形態によれば、第1の実施形態の作 用効果に加え、以下の作用効果を得ることが できる。

 倣い装置10Eは、傾かせて使用する場合に した構成である。例えば、倣い装置10Eを傾 せて使用する場合であっても、空気圧力を 整できる精密減圧弁を使用することにより 重力の影響を補正して、ワークに対して適 なクランプ力を常に与えることができる。 た、倣い装置10Eは、制御やワークの位置精 に起因するズレが生じた場合でも、これを 容して倣うことができる。

 また、倣い装置10Eは、ワークの幅寸法が わる場合にも適した構成である。例えば、 ランプに弾性体を用いるとワークの幅によ 接触子の位置が変化するため、クランプ力 変化する。しかし、エアシリンダを用いた 合は、空気圧力を一定にしておけばエアシ ンダを作動させる力も一定である。したが て、ワークの幅や接触子の位置にかかわら 、一定のクランプ力を維持することが可能 ある。

(第7の実施形態)
 図12A及び図12Bは、本発明の第7の実施形態に 係る倣い装置10Fの構成を示す正面図である。

 倣い装置10Fは、図1A~図1Cに示す第1の実施 態に係る倣い装置10において、変位センサ51 ,52を設けている。また、倣い装置10Fは、変位 センサ51,52を設けるために、フレーム2A,2B及 クランプ機構本体34のそれぞれの形状を、フ レーム2AF,2BF及びクランプ機構本体34Fとして る。その他の点は、倣い装置10と同様である 。

 変位センサ51,52は、ワーク100に接するシ ー1の動きを通じて、ワーク100と送り装置15 ずれを検出するセンサである。変位センサ51 ,52は、例えば差動トランス式の変位センサで ある。

 変位センサ51は、差動トランス部511及び 動鉄心512を備えている。差動トランス部511 、スライド部6に固定されている。可動鉄心5 12は、フレーム2BFに固定されている。図示さ ていない制御装置は、差動トランス部511と 動鉄心512との相対的な動き(ずれ)を検出す 。制御装置は、この変位センサ51の検出結果 に基いて、送り装置15を移動させる信号を与 る。

 変位センサ52は、差動トランス部521及び 動鉄心522を備えている。差動トランス部521 、スライド部2BFに固定されている。可動鉄 522は、クランプ機構本体34Fに固定されてい 。図示されていない制御装置は、差動トラ ス部521と可動鉄心522との相対的な動き(ずれ) を検出する。制御装置は、この変位センサ52 検出結果に基いて、送り装置15を移動させ 信号を与える。

 次に、制御装置による倣い装置10Fの制御 法について説明する。

 図12Aは、倣い装置10Fの適切な倣い状態を している。図12Bは、倣い装置10Fの適切な倣 範囲からずれた状態を示している。

 制御装置は、図12Bに示す倣い装置10Fの状 において、変位センサ51により、倣い装置10 Fが適切な倣い範囲から垂直方向(Z軸方向)に れていることを検出する。制御装置は、変 センサ51における可動鉄心511と差動トランス 部512との相対的なずれが所定の幅よりもずれ ると、倣い装置10Fが垂直方向(Z軸方向)に、適 切な倣い範囲からずれていると判断する。即 ち、制御装置は、可動鉄心511と差動トランス 部512との変位した幅により、適切な倣い範囲 を定めるための基準となる位置からワーク100 がどのくらい垂直方向にずれているかを判断 する。

 従って、制御装置は、送り装置15を垂直 向に、適切な倣い範囲内になるように移動 せる信号を出力する。

 また、制御装置は、図12Bに示す倣い装置1 0Fの状態において、変位センサ52により、倣 装置10Fが適切な倣い範囲から水平方向(Y軸方 向)にずれていることを検出する。制御装置 、変位センサ52における可動鉄心521と差動ト ランス部522との相対的なずれが所定の幅より もずれると、倣い装置10Fが水平方向(Y軸方向) に、適切な倣い範囲からずれていると判断す る。即ち、制御装置は、可動鉄心521と差動ト ランス部522との変位した幅により、適切な倣 い範囲を定めるための基準となる位置からワ ーク100がどのくらい水平方向にずれているか を判断する。

 従って、制御装置は、送り装置15を水平 向に、適切な倣い範囲内になるように移動 せる信号を出力する。

 このようにして、制御装置は、送り装置1 5を、図12Bに示す状態から、図12Aに示す状態 戻す。これにより、倣い装置10は、適切な倣 い範囲内の状態に修正される。

 本実施形態によれば、第1の実施形態の作 用効果に加え、以下の作用効果を得ることが できる。

 倣い装置10Fは、変位センサ51,52を設ける とにより、ワークを倣っている最中に、ワ クの変形や、送り装置15の制御ずれを検出す ることができる。従って、制御装置は、変位 センサ51,52の検出結果に基いて、倣い装置10F 位置補正を行うことが可能である。これに り、倣い装置10Fは、適切な倣い範囲を維持 て倣うことができる。

 例えば、倣い装置10Fは、予め想定するワ クの形状に対して変形量が大きい可能性の るワークなどに好適である。倣い装置10Fは 倣う前に想定したワークの形状と多少異な 場合でも、変位センサ51,52の検出結果に応 て、倣い装置10Fを保持する送り装置15を動か すことで、常にワークを適切な倣い範囲内に 保つことができる。

 従って、倣い装置10Fは、ワークを把持す ことができれば、想定したワークの形状と 少異なる場合でも、その形状の違いを許容 て、ワークを倣うことができる。

(第8の実施形態)
 図13は、本発明の第8の実施形態に係る倣い 置10UAの構成を示す側面図である。

 倣い装置10UAは、図1A~図1Cに示す第1の実施 形態に係る倣い装置10Uに、倣う進行方向側に 、ワーク端部や干渉物を検出するセンサ30を けている。その他の点は、倣い装置10Uと同 である。

 倣い装置10UAは、シュー1aとシュー1b、シ ー1bとシュー1c、シュー1cとシュー1dの間隔が それぞれピッチp1、p2、p3であるとする。

 センサ30は、進行方向側のシュー1aに固定 されている。例えば、センサ30は、非接触式 ンサである。センサ30は、レーザLAを出力し て、ワーク100Aの端部又は干渉物を検出する ーザ式のセンサである。センサ30は、ある距 離の設定範囲に被測定物が存在しない場合、 信号を発する。また、センサ30は、設定した 囲を超える大きな被測定物が存在すると、 号を発する。即ち、センサ30は、ワークが いという状態又は異物が存在するというこ を検出し、信号を発する。ワークが無いと う状態は、例えば、断続部や端部である。 物とは、例えば、ワークを固定する冶具な の干渉物である。図示されていない制御機 により、センサ30の検出結果が判断される。

 次に、倣い装置10UAによるワーク100Aの倣 動作について説明する。倣い装置10UAの基本 な動作については、第1の実施形態で説明し た倣い装置10Uと同様である。

 図14A、図14B及び図14Cは、本実施形態に係 倣い装置10UAの動作を示す状態図である。図 14A~図14Cは、倣い装置10UAによる倣い動作の状 を順次に示している。

 ワーク100Bは、一部に断続部HLがある長物 ワークである。

 倣い装置10UAは、倣い動作中に、ワーク100 Bの断続部HLをセンサ30により検知する。セン 30により検知され、発せられた信号は、制 機器に受信される。

 制御機器は、センサ30から受信した信号 より、倣い装置10UAのシュー1aが逃げるべき 置に到達したと判定すると、倣い装置10aの アシリンダ20を制御し、上方にシュー1aを逃 す。

 ここで、制御機器には、シュー1a~1dのそ ぞれの間隔がピッチp1,p2,p3であることが情報 として入力されている。

 制御機器は、シュー1aを断続部HLから逃が した後に、順次にピッチp1,p2,p3だけそれぞれ 行するごとに、順次にシュー1b~1dを逃がす

 このようにして、シュー1aは、ワーク100B 断続部HLに落ち込んで、干渉することを防 することができる。

 ここでは、一部に断続部HLがある場合の ークBについて説明したが、干渉物が他のも であっても同様に避けることができる。例 ば、第1の実施形態で説明したワーク100にお ける冶具14においても、倣い装置10UAは、回避 することができる。

 本実施形態によれば、第1の実施形態によ る作用効果に加え、以下の作用効果を得るこ とができる。

 倣い装置10UAは、対象となるワークについ てシュー1a~1dを出し入れする駆動装置の作動 置を事前にプログラムしなくとも、センサ3 0で検知することで、倣い動作中にシュー1aか ら1dを干渉物から逃がすことができる。従っ 、倣い装置10UAは、倣い動作中においても、 ワークや治具などとの干渉を防止することが できる。

(第9の実施形態)
 図15A、図15B、図15C及び図15Dは、本発明の第9 の実施形態に係る倣い装置10UBの動作を示す 態図である。

 倣い装置10UBは、図4A~図4Dに示す第1の実施 形態に係る倣い装置10Uにおいて、シュー1a~1d それぞれに超音波探傷子90a~90dを組み込んで いる。従って、倣い装置10UBは、倣い装置10U 倣い機構として用いた超音波探傷装置であ 。なお、超音波探傷のための水などの伝達 質は、別途ホースなどで供給されるものと る。その他の点は、倣い装置10Uと同様であ 。

 超音波探傷子90a~90dは、倣おうとするワー クのそれぞれ異なる部分を探傷するように取 り付けられている。但し、超音波探傷子90a~90 dのうち2以上の超音波探傷子が倣おうとする ークの同じ部分を探傷するように取り付け れていてもよい。

 超音波探傷の対象となるワーク100Cは、一 部に断続部HLのある長物のワークである。ワ ク100Cの端には、ワーク100Cを固定する治具14 が設けられている。

 次に、倣い装置10UBによるワーク100Cの超 波探傷の動作(倣い動作)について説明する。 倣い装置10UBの基本的な動作については、第1 実施形態で説明した倣い装置10Uと同様であ 。

 図15A~図15Dは、倣い装置10UBによる超音波 傷の動作の状態を順次に示している。

 ワーク100Cは、一部に断続部HLがある長物 ワークである。

 送り装置15は、断続的なワーク100Cを探傷 る場合でも、探傷が必要な範囲までシュー1 a~1dを動かす。

 ここで、倣い装置10UBは、倣い装置10a~10d それぞれのエアシリンダ20により、シュー1a~ 1dを出し入れすることができる。

 従って、倣い装置10UBは、ワーク100Cの断 部や治具14などとシュー1が干渉する場合は ュー1を逃がす。

 このようにして、倣い装置10UBは、一部に 断続部HLのある長物のワーク100Cを超音波探傷 する。

 本実施形態によれば、第1の実施形態によ る作用効果に加え、以下の作用効果を得るこ とができる。

 倣い装置10UBは、ワーク100Cの断続部HLや治 具14などと干渉することなく、超音波探傷を うことができる。

 また、倣い装置10UBを構成するそれぞれの 倣い装置10a~10dに取り付けられた超音波探傷 置90a~90dを、ワーク100Cの異なる部分について 探傷するように取り付けることにより、一度 の探傷運転で、同時にワーク100Cの複数個所 探傷することができる。

(第10の実施形態)
 図16A~図27を参照して、第10の実施形態に係 倣い装置10UBによるワーク100Dの超音波探傷方 法について説明する。なお、本実施形態に係 る倣い装置10UBは、第9の実施形態に係る倣い 置10UBと基本的な構成は同じである。ここで は、倣い装置10UBは、2台の倣い装置10による 成で説明する。

 本超音波探傷方法は、例えば送り装置15 び送り装置15を制御する制御機器などにより 制御する方法である。また、倣い装置10UB自 又は倣い装置10UBを直接制御する制御機器な に、本方法における手順を行う制御が含ま ていてもよい。即ち、倣い装置10UBの動作に つながる制御の全てが、本方法を実施するこ とになる。

 超音波探傷の対象となるワーク100Dは、円 形断面の円柱形状又はテーパ形状のワークで ある。ここで、円形断面は、真円でなくとも よい。円形断面は、円、楕円、又はこれらが 歪んだ形状の断面でもよい。即ち、ワークは 、断面が環状形状あるいは円弧形状でもよい 。ワーク100Dの外壁の内側には、突起物120が1 以上あるものとする。この突起物は、ワー 100Dの長手方向に伸びている。この突起物120 が超音波探傷の直接の対象となる。

 以下、倣い装置10UBによる突起物120を超音 波探傷する方法について説明する。

 図16A及び図16Bは、本発明の第10の実施形 に係る超音波探傷方法における倣い装置10UB 配置を示す配置図である。図16Aは、本実施 態に係る超音波探傷方法における倣い装置1 0UBの配置を示すワーク100DのY-Z平面の断面図 ある。図16Bは、本実施形態に係る超音波探 方法における倣い装置10UBの配置を示すワー 100DのZ-X平面の断面図である。

 まず、座標系および倣い装置10UBが動く軸 について説明する。

 Z軸は、ワーク100Dの断面である楕円に類 した形状の長軸方向である。倣い装置10UBは Z軸上を移動する。

 Y軸は、ワーク100Dの断面である楕円に類 した形状の短軸方向である。本超音波探傷 法では、倣い装置10UBのY軸方向の移動を行わ ない。ワーク100Dの短軸側であるY方向に移動 ると、ワーク100Dと送り装置15が干渉する可 性があるためである。このY軸方向の移動が ないことを補うのが、倣い装置10UBに設けた アシリンダ20の動作(後述するA軸)である。も し、ワーク100Dの長軸と短軸が以下に説明す 例と入れ替わっている場合は、Z軸を固定し Y軸を動かせばよい。

 X軸は、ワーク100Dの長手方向である。ま 、倣い装置10UBの超音波探傷方向である。

 θ軸は、ワーク100Dの回転軸である。

 α1軸は、ワーク100Dの回転軸(θ軸)と平行 軸まわりの倣い装置10UBの回転軸である。

 A軸は、エアシリンダ20の出入り方向であ 。

 図17は、本実施形態に係る超音波探傷方 における倣い装置10UBのZ-X平面座標上の動き 示す座標図である。図18は、本実施形態に る超音波探傷方法における倣い装置10UBのY-Z 面座標上の動きを示す座標図である。

 α2軸は、図17に示すように、Z-X平面座標 において、左右に遥動するように、倣い装 10UBを回転させる回転軸である。

 α3軸は、図17及び図18に示すように、A軸 向を中心として回転させる回転軸である。

 本超音波探傷方法の概要は、まず、倣い 置10UBの傾き角度と突起物120の法線方向を合 わせ、次に、突起物120の長手(X方向)に沿って 超音波探傷を行う。

 次に、倣い装置10UBの傾き角度と突起物120 の法線方向を合わせる手順について説明する 。本手順は、図25に示す超音波探傷を行う姿 の倣い装置10UBの状態にするまでの手順であ る。

 図25は、本実施形態による超音波探傷方 による超音波探傷を行う姿勢の倣い装置10UB 状態を示す状態図である。この状態は、超 波探傷子90を埋め込んだシュー1が突起物120 密着している状態である。また、倣い装置1 0UBの傾き角度と突起物120の法線方向が一致し た状態でもある。

 ここで、図20を参照して、長さL1について 説明する。

 長さL1は、倣い装置10UBが探傷に最も適す 長さである。即ち、長さL1は、ワーク100Dに 着して、エアシリンダ20が適切に縮んだ長 である。具体的には、長さL1は、倣い装置10U Bのα1軸の回転中心を起点として、シュー1が ーク100Dに接している面まで、A軸に平行に ろしてきた長さである。

 倣い装置10UBは、初期状態として、図19に す状態にあるものとする。

 手順1は、突起物120を起点とした法線ベク トルV1の先端の点とθ軸の回転中心とを結ぶ と、Z軸とのなす角度θ1を求める(図21参照)。 ここで、突起物120の法線ベクトルV1の長さは 長さL1である。

 手順2は、ワーク100Dを回転させる回転軸θ を角度θ1回転させる(図22参照)。その際、Y-Z 面だけで考えればよい。法線ベクトルV1の終 点の座標を(x、y、z)とすれば、回転量θ1は次 ようになる。

 θ1=tan -1 (y/z)
 この回転により、法線ベクトルV1の終点がZ 上に一致する。この点をP1とする。

 手順3は、法線ベクトルV1とZ軸のなす角度 θ2を求める(図22参照)。

 手順4は、倣い装置10UBを角度θ2回転する( 23参照)。この手順により、法線ベクトルV1 、倣い装置10UBと平行になる。

 手順5は、倣い装置10UBのα1軸中心である P2と、手順2により求まった点P1が一致するよ うに、送り装置のZ軸を下降させる(図24参照) この状態では、倣い装置10UBと突起物120の間 にまだ隙間がある。

 手順6は、倣い装置10UBのエアシリンダ20を 作動させ、倣い装置10UBのシュー1を出す(図25 照)。

 このようにして、手順1から手順6の制御 することにより、シュー1をワーク100Dの突起 物120に密着させることができる。この状態の 倣い装置10UBは、エアシリンダ20が適切に縮ん だ長さL1となる。

 ここで、シュー1を出す理由について説明 する。もしY方向の動きが可能であれば、Z方 とY軸の合成動作(斜め動作)で法線をあわせ ことができる。しかし、前述したように、Y 方向の動きはできない。この代わりに、この 斜めの動作を倣い装置10UBのシュー1の出し入 によって行うことができる。

 図25に示すように、法線が一致した状態 後に、突起物120のX軸方向(長手方向)に送り 置15を動かし、超音波探傷を行う。

 X軸方向に送り装置15を動かす場合、ワー 100Dの形状(例えばテーパ状)によっては、突 物120の法線方向は常に変化する場合がある この場合は、X方向の進行に伴い、手順1~5の 操作を常時行う必要がある。

 また、ワーク100Dがテーパ形状をしている 場合などは、図26に示すようなα2軸及びα3軸 よる2軸廻りの軸回転が必要である。この回 転方向は、図17及び図18に示すように、例え 進行方向の2点の座標を用いてベクトルを構 し、2軸廻りに倣い装置の姿勢を変化させる 必要がある。

 さらに、Z方向のストローク変化が大きく 、倣い装置10UBが突起物120に届かない場合は 図27に示すように、送り装置15のX軸方向の姿 勢を傾けるなどして対応させる。

 また、α3軸により倣い装置10UBを180度反転 させ、送り装置15を動かせば、探傷しようと る面の数よりも少ない個数の超音波探傷子 、突起物120の面を探傷することも可能であ 。

 本実施形態によれば、以下の作用効果を ることができる。

 本実施形態によれば、倣い装置10UBの機能 を用いることで、ワーク100Dとの干渉を避け り、送り装置15の制御などの誤差を吸収しな がら、ワーク100D内面にある突起物120の超音 探傷を行うことができる。従って、倣い装 10UBの機能を活かした超音波探傷を行うこと できる。

 本超音波探傷方法は、例えば航空機の機 内面にある縦通材の超音波探傷に適してい 。即ち、縦通材を前述のワーク内面の突起 120とみなして本方法を適用する。このよう することで、超音波探傷子90を縦通材に沿 て動かすことで超音波探傷を行うことがで る。

 このように、流線形状をしている機体の 部や後部などの内面の空間が狭い場合であ ても、本方法を適用することで、送り装置1 5とワーク100Dの干渉を防止して探傷を行うこ ができる。また、縦通材が断続的な場合で っても、シュー1を出し入れすることで、断 続部に干渉しないようにすることができる。 同様に、図示されていない回転装置の回転誤 差や、ワークの据付け誤差についても、その 誤差を吸収しながら超音波探傷を行うことが できる。

 なお、各実施形態は、以下のように変形 て実施することができる。

 各実施形態において、垂直方向の直動ス イドガイド7のレール71及びブロック72の取 けは、上述の構成と逆でもよい。即ち、倣 装置は、レール71をフレーム2Bに固定し、ブ ック72をスライド部71に固定した構成として もよい。同様に、横方向の直動スライドガイ ド8のレール81及びブロック82についても、逆 構成でもよい。また、垂直方向の直動スラ ドガイド7や横方向の直動スライドガイド8 個数や取付方向は、機能を満たすことがで れば、限定はしない。

 各実施形態に係る倣い装置において、弾 体4は無くともよい。例えば、ワークの大き さや形状、センタリング範囲が小さいなど、 クランプしやすい条件であれば、弾性体4を 略した構成とすることができる。

 各実施形態において、2つの接触子は、挟 む力を発生させる構成であれば、いくつであ ってもよい。

 第1の実施形態の変形例として、図2及び 3に示すように、接触子31の片側を、シュー1 取り付ける形状のアームとしてもよい。ま 、シューは、ワーク100に沿うような直方体 状のシュー1Aや一部がワークに嵌るように けている直方体形状のシュー1Bとしてもよい し、他の形状でもよい。これにより、ワーク 100の側面や底面、さらに角部(角部がR形状を ていても良い)を倣う場合などに適した倣い 装置とすることができる。このような変形例 の倣い装置においても、クランプ機構として の機能は変わることはなく、第1の実施形態 同様のズレを許容することのできる効果を ることができる。このような変形例は、他 実施形態の倣い装置においても、同様の構 とすることができる。

 第2の実施形態から第5の実施形態におい 、シューの揺動などができるように、シュ 1の動きの自由度を追加した構成としている 、これらの実施形態における構成は、自由 組み合わせてもよい。これにより、さらに 送り装置の制御誤差や、ワーク取付け誤差 どを吸収してワークに倣うことのできる倣 装置とすることができる。

 第1の実施形態及び第8の実施形態におい 、倣い装置10を4個や2個つなげた構成につい 説明したが、これに限らない。ワーク100を う倣い装置10は、いくつつなげてもよい。 たは、1個でワーク100を倣ってもよい。

 第6の実施形態では、電気信号を用いて、 精密減圧弁83の空気圧力を変更することを述 たが、電気信号を用いない精密減圧弁や一 の減圧弁を用いて、必要に応じて手動など 調整する使い方でもよい。

 第7の実施形態において、変位センサ51,52 、差動トランス式のように連続的に測定で るものではなく、例えばONとOFFを検出でき ものでも良い。例えば、可動鉄心512,522の代 りにドグ、差動トランス部511,521の代わりに 近接センサとするような構成である。

 上述の構成により、このドグとセンサが 対的に動くことにより、送り装置等を制御 る制御装置は、ON又はOFFを検出する。この き、例えば図12Bを近接センサのOFF、図12Aの 態をONとしておく。即ち、これらのセンサは 、適切な倣い範囲をON、倣い範囲を超えた場 をOFFとして検出する。もし、適切な倣い範 を超えて、近接センサがOFFとなった場合は 倣い範囲が適切でないことを示している。 って、前記と同様に送り装置15を適切な倣 範囲まで戻せばよい。このような適切な倣 範囲は、倣い装置10Fのストロークの余裕な を持って決めれば良い。また、変位センサ51 ,52は、必要に応じて、どちらか一方又は両方 としても良い。また、変位センサ51,52は、取 位置やセンサの個数は実施形態に限らない

 第8の実施形態において、センサ30は、非 触式センサを用いて説明したが、特に非接 式に限定することはなく、接触式でも前述 機能を満たせばよい。また、センサの取付 個数や位置も、限定することなく、ワーク 部や干渉物などを検知できる位置に取付け ばよい。

 第9の実施形態において、第1の実施形態 係る倣い装置10を基本構成とした超音波探傷 装置について説明したが、第2実施形態から 8の実施形態のいずれの倣い装置を基本構成 してもよい。また、これらの実施形態を組 合わせた構成の倣い装置を基本構成として よい。このような構成により、各々の実施 態における倣い装置の作用効果が得られる 音波探傷装置を構成することができる。例 ば、このような超音波探傷装置は、送り装 15による上下方向の制御誤差などについて 、エアシリンダ20で吸収することができる。 また、クランプ機構3や円弧スライドガイド19 A,19Bの機能を活用することで、制御やワーク 付位置の誤差を吸収しながら、超音波探傷 行うことができる。

 第10の実施形態において、第9の実施形態 係る倣い装置10UBによる超音波探傷方法につ いて説明したが、他の実施形態に係る倣い装 置でも同様に適用することができる。また、 複数の実施形態の構成を組み合わせた倣い装 置でも、基本的には、同様に適用することが できる。これらの倣い装置により、本超音波 探傷方法による探傷を実施した場合は、各実 施形態に係る倣い装置による作用効果を得な がら探傷することができる。

 各実施形態において、倣い装置の下側に ークがある場合について説明したが、倣い 置は、横向きに使用してもよいし、下向き してもよい。また、説明の便宜上、倣い装 の構成においても、ワークが下側にあるこ を想定した説明をしている。従って、倣い 置を横向き又は下向きに使用する場合は、 い装置を構成する部位の動きも、その使用 様に対応した動きになる。例えば、ワーク 下側にあることを想定した場合における垂 方向は、倣い装置を横向きに使う場合は、 平方向の動きとなる。

 なお、本発明は上記実施形態そのままに 定されるものではなく、実施段階ではその 旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して 体化できる。また、上記実施形態に開示さ ている複数の構成要素の適宜な組み合わせ より、種々の発明を形成できる。例えば、 施形態に示される全構成要素から幾つかの 成要素を削除してもよい。さらに、異なる 施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせ もよい。

 本発明によれば、干渉物を有する複雑な 状のワークを倣うことに適した倣い装置を 供することができる。




 
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