抛光装置及使用该抛光装置的抛光方法
【专利摘要】本发明提供一种抛光装置及使用该装置的抛光方法，对于加工对象物上高度以及倾斜角发生变化的加工面能够可靠执行抛光加工处理。其具备：抛光工具(1)，其具有对加工对象物(105)上高度及倾斜角发生变化的加工面进行旋转按压的按压部(13)；工具驱动装置(2)，其使抛光工具(1)移动；应变传感器(14a、14b)，其检测抛光工具(1)的应变量；计算机(3)，其基于应变传感器(14a、14b)检测出的应变量运算按压部(13)在加工对象物(105)的加工面的法线方向上的按压力(F)，基于运算出的按压力(F)和预先存储的按压力运算工具驱动装置(2)在按压方向上的位移的修正量，将该修正量输出给工具驱动装置(2)。
【专利说明】抛光装置及使用该抛光装置的抛光方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种抛光装置及使用该抛光装置的抛光方法。
【背景技术】
[0002]抛光是一种公知的用于提高金属部件的耐磨性和疲劳强度的表面加工技术。用于这种抛光的抛光工具在专利文献I中有记载。
[0003]专利文献I中记载的抛光工具是一种具备筒状柄、通过旋转轴内设在柄内并由工件按压力而转动的头部、以及用于辊压加工的辊轴的辊压抛光工具，其具备设在筒状柄内的对柄轴方向的施力单元、调整通过施力单元产生的附加力的附加力调整单元、以及将附加力传递给头部轴、将附加力的方向变换为头部轴的旋转方向的附加力变换单元，控制辊压加工时产生的工件按压力。
[0004]然而，蒸汽涡轮等的涡轮叶片与转子盘连结的部分是涡轮叶片侧的固定部与转子盘侧的固定部相啮合的结构。由于该连结部分是支持涡轮工作时施加在涡轮叶片上的离心力的部分，因此需要保证足够高的耐疲劳性。
[0005]在专利文献I记载的发明中，虽然记载了将抛光工具的前端按压在圆筒内表面，但由于不具备测定按压力的单元，因此在应用于上述的涡轮叶片与转子盘的连结部分时，存在由于固定部(attachment base)的设置的偏差、固定部形状的尺寸误差等而无法保证在固定部的加工部位可靠地形成压缩残余应力这一问题。尤其是对于固定部这种加工面的高度和倾斜角发生变化的形状，预先输入的位置与实际位置之间容易产生误差，因此可能导致抛光加工处理无法充分执行。
[0006]专利文献1:日本特开2005-288557号公报
【发明内容】
[0007]本发明即是为了解决上述问题而提出的，目的是提供一种抛光装置及使用该抛光装置的抛光方法，其对于加工对象物上的高度以及倾斜角发生变化的加工面能够可靠执行抛光加工处理。
[0008]为了解决上述问题，本发明采用例如权利要求书中记载的结构。
[0009]本申请中包括多种解决上述问题的手段，以其中一种为例，其具备:抛光工具，其具有对加工对象物上高度及倾斜角发生变化的加工面进行旋转按压的按压部；工具驱动装置，其使所述抛光工具移动；应变传感器，其检测所述抛光工具的应变量；计算机，其基于所述应变传感器检测出的应变量运算所述按压部在所述加工对象物的加工面的法线方向上的按压力，基于所述运算出的按压力和预先存储的按压力运算所述工具驱动装置在按压方向上的位移的修正量，将该修正量输出给工具驱动装置。
[0010]根据本发明，基于抛光工具的应变量运算按压部对加工对象物的加工面的法线方向的按压力，通过该运算出的按压力将按压部按压在加工面上，因此对于加工对象物上高度以及倾斜角发生变化的加工面能够可靠执行抛光加工处理。其结果是可望延长加工对象物的寿命。
[0011]上述以外的问题、结构以及效果，通过以下的实施方式说明更为清楚。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是部分说明本发明的抛光装置及使用该抛光装置的抛光方法的加工对象物、即蒸汽涡轮的涡轮叶片的立体图。
[0013]图2是将图1中符号A表示的蒸汽涡轮的涡轮叶片与转子盘的连结部分放大后的立体图。
[0014]图3是表示本发明的抛光装置的第I实施方式的概要结构图。
[0015]图4是将构成图3中所示的本发明的抛光装置的第I实施方式的抛光工具的辊轴放大表示的立体图。
[0016]图5是表示本发明的抛光装置的第I实施方式中的抛光过程的说明图。
[0017]图6是表示本发明的抛光装置的第I实施方式中执行抛光时横梁的挠曲与臂的位移之间关系的说明图。
[0018]图7是表示本发明的抛光装置的第I实施方式中执行抛光时在倾斜的加工面上出现的按压力以及摩擦力与臂上出现的剪切力以及轴向力之间关系的说明图。
[0019]图8是表示本发明的抛光装置的第I实施方式中执行抛光时的按压力、摩擦力、横梁的剪切力以及横梁的轴向力的平衡关系的特性图。
[0020]图9是表示本发明的抛光装置的第I实施方式中执行抛光时的按压力与横梁的挠曲之间关系的特性图。
[0021]图10是表示本发明的抛光装置的第I实施方式中的抛光方法的流程图。
[0022]图11是表示构成本发明的抛光装置的第I实施方式的抛光工具的装卡偏差的说明图。
[0023]图12是表示本发明的抛光装置的第I实施方式中执行抛光时横梁的剪切力与横梁的挠曲之间关系的特性图。
[0024]图13是显示本发明的抛光装置的第I实施方式中抛光方法的加工记录的显示部的显示画面图。
[0025]图14是表示本发明的抛光装置的第2实施方式中执行抛光时的按压力与横梁的挠曲之间关系的特性图。
[0026]图15是表示本发明的抛光装置的第2实施方式中的抛光方法的流程图。
[0027]图16是表示本发明的抛光装置的第2实施方式中执行抛光时横梁的剪切力与横梁的挠曲之间关系的特性图。
[0028]图17表示本发明的抛光装置的第3实施方式，是表示执行抛光时在倾斜的加工面上出现的按压力以及摩擦力与轴向力轴上出现的剪切力以及轴向力之间关系的说明图。
[0029]图18是表示本发明的抛光装置的第3实施方式中针对涡轮叶片的叶片固定部的抛光的说明图。
[0030]图19是表示本发明的抛光装置的第3实施方式中执行抛光时的按压力、摩擦力、轴的剪切力以及轴的轴向力的平衡关系的特性图。
[0031]符号说明[0032]I抛光工具
[0033]2工具驱动装置
[0034]3计算机
[0035]11横梁
[0036]13辊轴(按压部)
[0037]14a、14b应变传感器
[0038]32存储部
[0039]33运算部
[0040]50抛光工具
[0041]51轴向力轴
[0042]53辊轴(按压部)
[0043]56a、56b应变传感器
[0044]105转子固定部(加工对象物)
[0045]106叶片固定部(加·工对象物)
[0046]107沟槽底部
[0047]108沟槽底部
【具体实施方式】
[0048]以下参照附图对本发明的抛光装置及使用该装置的抛光方法的实施方式进行说明。
[0049]首先，参照图1和图2对本发明的抛光装置及使用该抛光装置的抛光方法的加工对象、即蒸汽涡轮的结构进行说明。
[0050]图1是部分表示本发明的抛光装置及使用该抛光装置的抛光方法的加工对象物、即蒸汽涡轮的涡轮叶片的立体图，图2是将图1中符号A表示的蒸汽涡轮的涡轮叶片与转子盘的连结部分放大后的立体图。
[0051]图1中，涡轮100具备转子轴101、装配在转子轴101的外周的转子盘102、以及在转子盘102的外周有间隔地连结的多个涡轮叶片103。
[0052]如图2所示，将转子盘102与涡轮叶片103连结的连结部分104是由断面形状为圣诞树状的转子盘102的转子固定部105与断面形状为圣诞树状的涡轮叶片103的叶片固定部106互相啮合的结构。
[0053]涡轮工作时，蒸汽推动涡轮叶片103使得与其连结的转子盘101旋转，发电机(图中未显示)通过该旋转驱动力来发电。这时，离心力作用在旋转的涡轮叶片103上，但由啮合结构的连结部分104支持离心力。因此，在转子固定部105的沟槽底部107以及叶片固定部106的沟槽底部108出现应力集中，产生局部较高的应力，长时间使用可能会导致产生疲劳裂缝和应力腐蚀开裂等损伤。
[0054]作为抑制上述损伤的技术，通过在表面形成压缩的残余应力层，从而抑制裂缝产生和发展的抛光是有效的。抛光的优点有形成的压缩残余应力层深、加工后的表面粗糙度光滑、加工费用是较低成本等。
[0055]第I实施方式[0056]以下参照图3至图6对本发明的抛光装置的第I实施方式进行说明。
[0057]图3是表示本发明的抛光装置的第I实施方式的概要结构图，图4是将构成图3中所示的本发明的抛光装置的第I实施方式的抛光工具的辊轴放大表示的立体图，图5是表示本发明的抛光装置的第I实施方式中的抛光过程的说明图，图6是表示本发明的抛光装置的第I实施方式中执行抛光时横梁的挠曲与臂的位移之间关系的说明图。图3至图6中，与图1和图2中所示的符号相同的部分为同一部分，省略对其详细说明。图3、图5、图6中，将抛光工具的插入方向设为X轴方向，将转子固定部的沟槽底部的沟槽方向设为Y轴方向，将对抛光工具的转子固定部的按压方向设为Z轴方向。
[0058]本实施方式中，以对转子盘102的转子固定部105处的内表面形状狭窄且高度和倾斜角发生变化的加工面进行抛光为例进行说明。
[0059]图3中，抛光装置具备在加工对象物(转子固定部105)上形成压缩残余应力层的抛光工具1、以及使抛光工具I在X、Y、Z轴上移动的工具驱动装置2。
[0060]考虑到对内表面形状狭窄的转子固定部105的沟槽底部107进行接近，抛光工具I采取利用横梁的挠曲反作用力将工具前端部按压在加工面上的横梁方式。抛光工具I具有:横梁U，其可以插入转子固定部105的狭窄部分内；固定部12，其设置在横梁11的长度方向的一端侧；以及辊轴13，其设置在横梁11的前端部的下侧，作为用于按压加工对象物的加工面的按压部。辊轴13如图4所示，能够绕着与横梁11的长度方向平行的轴线方向(X轴方向)旋转。
[0061]工具驱动装置2具有:基座部21 ;Y轴滑台22，其设置为能够相对于基座部21在Y轴方向上移动；y轴驱动 装置23，其使Y轴滑台22移动；支持部24，其立设在Y轴滑台22上；臂25，其安装在支持部24上，能够在X轴方向上移动；Χ轴驱动装置26，其使臂25相对于支持部24在X轴方向上移动；臂保持部27，其保持臂25，设置为能够相对于支持部24在Z轴方向上移动；Ζ轴驱动装置28，其使臂保持部27相对于支持部24在Z轴方向上移动；以及工具固定部29，其设置在臂25的前端侧。
[0062]工具固定部29上设有装卡孔29a。在装卡孔29a中将抛光工具I的固定部12穿过并以螺栓连接，由此将抛光工具I固定。
[0063]抛光工具I在X轴驱动装置26的作用下在X轴方向上移动，被插入转子固定部105间的空隙。然后，在Z轴驱动装置28的作用下在Z轴方向上移动，抛光工具I的辊轴13被按压在转子固定部105的沟槽底部107。在辊轴13被按压在沟槽底部107的状态下，如图4所示，抛光工具I在Y轴驱动装置23的作用下在Y轴方向上移动，辊轴13在旋转按压沟槽底部107的同时在沟槽方向(Y轴方向)上移动(单线加工)。
[0064]辊轴13从沟槽底部107的Y轴方向的一端向另一端边按压边移动结束后，如图5所示，在X轴驱动装置26的作用下辊轴13在X轴方向上移动预定的间距P。然后，使Z轴驱动装置28驱动，辊轴13再次被按压在沟槽底部107，辊轴13从Y轴方向的另一端开始向一端边按压边移动。之后重复这个过程，沟槽底部107的全体的抛光结束。
[0065]这时，由于辊轴13在加工面的法线方向上的按压力F，在接触部出现局部塑性应变，形成压缩残余应力。在加工面的法线方向的按压力F与由抛光形成的压缩残余应力的大小之间存在相关关系。
[0066]因此，为了获得预定以上的压缩残余应力，预先确定所需的允许按压力Ft，通过工具驱动装置2控制横梁11的挠曲V，使得按压力F不小于允许按压力Ft。
[0067]以下对控制上述的横梁11的挠曲V的结构和作用进行说明。
[0068]如图6所示，横梁11的挠曲V与工具驱动装置2的臂25在Z轴方向(按压方向)上的位移u之间存在以下式(I)的关系。
[0069]v=u_u0(x)......(I)
[0070]这里，u0是辊轴13开始接触加工对象物(转子固定部105)的加工面时的Z轴方向上的基准位移，是沟槽底部107在X轴方向上的坐标X的函数。
[0071]因此，在本实施方式中采用测定辊轴13的按压力F来控制横梁11的挠曲V的结构。
[0072]回到图3，在横梁11的固定部12附近的上下面(执行抛光时的横梁11的剪切方向上的两端部)分别设置有应变传感器14a、14b。应变传感器14a、14b分别与计算机3连接，分别检测横梁11的应变量，分别将与该应变量对应的检测信号输出给计算机3。
[0073]驱动工具驱动装置2的X轴驱动装置26、Y轴驱动装置23、Ζ轴驱动装置28，并控制臂25的位置的工具控制部4与计算机3连接。另外，计算机3上连接有抛光的加工条件、执行抛光时的测定数据的显示、进行工具驱动装置2的臂25的位移u的控制值等来自用户的各种指令的键盘等输入单元5，显示执行抛光时的测定数据等的显示器等显示部6，以及发出警报声音的警报器7。
[0074]计算机3具备:输入输出部(1/0)31 ;存储部32，其预先存储各种特性图以及各种设定值；运算部33，其基于来自应变传感器14a、14b的检测值和特性图运算辊轴13在加工面的法线方向上的按压力F，将运算出的按压力F与设定值进行比较判断，基于运算出的按压力F和特性图以及设定值运算臂25在按压方向上的位移u的修正量δ u。
[0075]为了让运算部33运算按压力F，存储部32中存储有表示执行抛光时的按压力F、摩擦力、横梁11的剪切力以及横梁11的轴向力的平衡关系的特性图(参照后述的图8)。另外，也存储有用于比较判断运算出的按压力F是否是能够形成预定以上的压缩残余应力的按压力的设定值，即允许按压力Ft。还有，为了让运算部33运算臂25的位移u的修正量δ u，还存储有表示按压力与横梁11的挠曲之间关系的特性图、以及该特性图中与允许按压力Ft对应的横梁11的允许挠曲vt (参照后述的图9)。
[0076]另外，存储部32中记录从输入单元5输入的抛光加工条件、来自运算部33的按压力F的运算结果等。
[0077]运算部33如后所述，取得应变传感器14a、14b的检测信号，基于应变传感器14a、14b的检测信号与存储部32中存储的后述图8所示的特性图运算按压力F，将其运算结果输出给存储部32以及显示部6。此外，还判断运算出的按压力F是否低于存储部32中存储的允许按压力Ft。当判断为按压力F小于允许按压力Ft时，将警报指令信号输出给警报器7的同时，运算使得按压力F成为允许按压力Ft以上的臂25的位移u的修正量δ u，将其运算结果输出给显示部6。另外，基于从输入单元5输入的臂25的位移u的修正量SuJf用于移动修正量S u的修正位移指令输出给工具控制部4。
[0078]对输入输出部31输入应变传感器14a、14b的检测信号以及输入单兀5的指令信号。另外，输入输出部31将来自运算部33的按压力F的运算结果输出给显示部6，将来自运算部33的警报指令信号输出给警报器7，将来自运算部33的臂25的位移u的修正量δ u的运算结果输出给显示部6，将来自运算部33的修正位移指令输出给工具控制部4。
[0079]接下来，参照图7和图8对运算部33根据应变传感器14a、14b的测定值运算辊轴13的按压力F的具体方法进行说明。
[0080]图7是表示本发明的抛光装置的第I实施方式中执行抛光时在倾斜的加工面上出现的按压力以及摩擦力与横梁上出现的剪切力以及轴向力之间关系的说明图，图8是表示本发明的抛光装置的第I实施方式中执行抛光时按压力、摩擦力、横梁的剪切力以及横梁的轴向力的平衡关系的特性图。图7和图8中与图1至图6中所示符号相同的部分为同一部分，省略对其详细说明。
[0081]图7所示的横梁11的剪切力W、轴向力B可以根据应变传感器14a、14b分别测定的应变量ε a、ε b利用以下式(2)、(3)求得。
[0082]W= ( ε b- ε a) /2.E.Z/L......(2)
[0083]B= ( ε a+ ε b) /2.E.A......⑶
[0084]这里，E为横梁11的杨氏模量，Z为横梁11的截面系数、A为横梁11的横截面积、L为从辊轴13到应变传感器14a、14b的距离。
[0085]在横梁11的前端部，辊轴13在加工面法线方向上的按压力F、加工面切线方向上的摩擦力f、横梁11的剪切力W、横梁11的轴向力B互相平衡。设加工面的倾斜角为0 (绝对值)，根据上下、左右的力的平衡，得到如下的式(4)至(6)。
[0086]Fcos Θ +fsin Θ =W......(4)
[0087]Fsin Θ -fcos Θ =B......(5)
[0088]f=min { μ F，Ftan θ }......(6)
[0089]这里，μ表示摩擦系数。
[0090]加工面的倾斜角Θ小时，对应于横梁11的挠曲V，产生横梁11的剪切力W，按压力F与摩擦力f平衡，横梁11的轴向力B为O。这时，辊轴13在加工面上没有滑动，处于受力平衡状态，因此μ F>Ftan Θ，摩擦力f为Ftan Θ。
[0091]而加工面的倾斜角Θ大时，仅通过按压力F与摩擦力f以及横梁11的剪切力W无法取得左右方向的平衡，辊轴13在加工面上滑动，因此产生横梁11的轴向力B。这时，由于辊轴13是在加工面上滑动的状态，因此μ F〈Ftan Θ，摩擦力f为μ F。
[0092]式⑷至(6)的关系可以表示为图8所示的特性图。图8中，纵轴表示辊轴13的按压力与横梁11的剪切力的比F/W，横轴表示横梁11的轴向力与横梁11的剪切力的比B/W。图8中的实线A表示摩擦系数μ为0.15的情况下的特性曲线，虚线B表示摩擦系数μ为0.3的情况下的特性曲线，点线C表示摩擦系数μ为0.6的情况下的特性曲线。这里，摩擦系数μ根据其他实验的测定结果选择合适的值。
[0093]根据应变传感器14a、14b的测定值使用式(2)和(3)求出剪切力W、轴向力B，因此在图8的特性曲线A、B、C中使用根据摩擦系数μ的试验结果而选择的特性曲线，根据由求出的轴向力B以及剪切力W确定的横轴的B/W值求出对应的纵轴的F/W值。根据该F/W值可以求出按压力F。
[0094]然而，当横梁11的轴向力B为O时，纵轴的F/W值并非唯一确定，因此出于安全考虑，选取预计较低的曲线上的值(图8的曲线)。这时的纵轴上F/W值的误差在摩擦系数为
0.6的情况下也最大为14%。[0095]这样，对转子固定部105这样的加工面倾斜角Θ发生变化的加工对象物进行抛光时，无需测定这个倾斜角Θ便可求出按压力F。
[0096]以下，参照图9对运算部33运算臂25在按压方向上的位移u的修正量δ u的具体方法进行说明。
[0097]图9是表示本发明的抛光装置的第I实施方式中执行抛光时的按压力与横梁的挠曲之间关系的特性图，纵轴表示辊轴13的按压力F，横轴表示横梁11的挠曲V。图中的特性曲线A是表示选定在图8中F/W值为最小的条件下的按压力与横梁的挠曲之间关系的特性曲线。
[0098]图中，允许按压力Ft以及与其对应的允许挠曲Vt是用于获得预定的压缩残余应力的设定值。
[0099]另外，设定开始按压力Fs以及与该开始按压力Fs对应的开始挠曲vs，以使即使在转子固定部105的沟槽底部107在单线加工中基准位移u0发生了最大变动量δ u0的变动的情况下，也可以维持辊轴13的按压力为允许按压力Ft以上。
[0100]这个开始按压力Fs在单线加工时，即为用于确定臂25的位移u的开始位置的基准值。
[0101]单线加工中的基准位移UO的变动是由于转子固定部105的设置时以Z轴方向为轴发生的旋转偏差以及转子固定部105的形状的尺寸误差导致的。将基准位移uO的最大变动量δ uO设定为例如初始值0.5mm,当辊轴13的按压力F小于允许按压力Ft，执行抛光的再加工时，基于后述的臂25的位移u的修正量δ u被变更。
[0102]这些允许按压力Ft、允许挠曲vt、开始按压力Fs以及开始挠曲vs都与该特性图一起存储在存储部32中。
[0103]图9中，根据转子固定部105在沟槽方向的单线加工中测定的按压力F中、小于允许按压力Ft的最小按压力Fmin求出最小挠曲vmin。根据这个最小挠曲vmin、开始挠曲vs、基准位移uO的最大位移量SuO，用以下式(7)求出臂25的位移u的修正量5u。
[0104]δ u= (vs-vmin) - δ u0......(7)
[0105]这样，若使臂25的位移u移动修正量δ u，则由图9可以明白按压力F变为允许按压力Ft以上。
[0106]另外，图9所不的特性曲线A是表不选定在图8所不的特性图中F/W为最小的条件的情况下的按压力F与挠曲V之间关系的特性曲线，由于W与V为比例关系，因此F/v也为最小。所以，由该特性曲线A求出的按压力F是出于安全考虑而较低的值。
[0107]以下，参照图3至图6、图8至图12对采用本发明的抛光装置的第I实施方式的抛光方法进行说明。
[0108]图10是表示使用本发明的抛光装置的第I实施方式的抛光方法的流程图，图11是表示构成本发明的抛光装置的第I实施方式的抛光工具的装卡偏差的说明图，图12是表示本发明的抛光装置的第I实施方式中执行抛光时横梁的剪切力与横梁的挠曲之间关系的特性图。图10至图12中，与图1至图9中所示符号相同的部分为相同部分，省略对其详细说明。图10中，抛光工具的插入方向为X轴方向，转子固定部的沟槽底部的沟槽方向为Y轴方向，抛光工具对转子固定部的按压方向为Z轴方向。
[0109]如图10所示，进行抛光加工之前先对横梁11施加比预想的加工时横梁11的最大剪切力Wmax更大的剪切力WO (步骤SI)。
[0110]最大剪切力Wmax是指在图3所示的沟槽底部107的沟槽方向(Y轴方向)的单线加工中可能产生的基准位移uO的最大变动量导致在横梁11上产生的剪切力。
[0111]如果在横梁11上施加某个大小以上的剪切力，则如图11所示，在以插入工具固定部29的装卡孔29a的状态被固定的抛光工具I上出现装卡偏差。图中双点划线的抛光工具I表示没有装卡偏差状态下的抛光工具1，实线的抛光工具I表示出现了装卡偏差状态下的抛光工具I。
[0112]先对横梁11施加比预想的加工时横梁11的最大剪切力Wmax更大的剪切力W0，在抛光工具I出现装卡偏差的情况下，通过利用出现了装卡偏差的状态的抛光工具I加工，可以抑制加工中的装卡的进一步的偏差。
[0113]另外，如果即使预先对横梁11施加剪切力WO，抛光工具I也没有出现装卡偏差，则由于加工中横梁11上不会施加剪切力WO以上的剪切力，所以可以认为抛光工具I不会出现装卡偏差。
[0114]因此，可以抑制加工中抛光工具I出现装卡偏差，按压力F小于允许按压力Ft的情况。
[0115]以下，参照图12说明横梁11的最大剪切力Wmax的确定方法。
[0116]图12是表示本发明的抛光装置的第I实施方式中执行抛光时横梁11的剪切力与横梁11的挠曲之间关系的特性图，纵轴表示横梁的剪切力W，横轴表示横梁11的挠曲V。图中的实线A是表示假设图8中F/W为最小的B/W=0的条件时的横梁的剪切力与横梁的挠曲之间的关系的特性曲线。
[0117]假设单线加工中的基准位移uO的变动量为例如±0.5mm以内。这时，根据图12，基准位移uO的变动量为±0.5mm以内时确定最大剪切力Wmax，使得挠曲v为允许挠曲vt以上。这时，基准位移uO的最大变动量δ uO被设定为初始值0.5mm。
[0118]另外，图12所示的特性曲线A表示的是假设图8中F/W为最小的B/W=0时的条件的情况下的横梁的剪切力与横梁的挠曲之间的关系，所以，由该特性曲线A求出的横梁的最大剪切力Wmax是出于安全考虑而较高的值。
[0119]回到图10，驱动图3所示的工具驱动装置2的X轴驱动装置26，使横梁11在X轴方向上移动。将横梁11的前端部插入转子固定部105间，将辊轴13设置在转子固定部105的沟槽底部107在X轴方向上的加工开始位置(步骤S2)。
[0120]然后，驱动Z轴驱动装置28，使横梁11在Z轴方向(按压方向)上移动，将辊轴13按压在沟槽底部107 (步骤S3)。当将辊轴13按压在沟槽底部107上时，如图6所示，横梁11发生挠曲，应变传感器14a、14b检测其应变量，将该应变量输出给运算部33。应变传感器14a、14b在步骤S3之后，当检测到应变量时将该应变量随时输出给运算部33。
[0121]运算部33取得应变传感器14a、14b检测出的应变量，基于该应变量以及存储在存储部32中的如图8所示的特性图运算辊轴13的按压力F，将按压力F的运算结果输出给显示部6(步骤S4)。由此,按压力F显示在显示部6上。
[0122]设置臂25在Z轴方向上的位移U，使得辊轴13的按压力F成为预定的开始按压力Fs (步骤S5)。开始按压力Fs如上所述，被设定为即使基准位移uO发生最大变动量δ uO (初始值0.5mm)的变动时仍能将辊轴13的按压力F维持在允许按压力Ft以上。[0123]在保持按压力F成为开始按压力Fs的状态的臂25的位移u的状态下，驱动Y轴驱动装置23，如图4所示，辊轴13在沟槽底部107的Y轴方向(沟槽方向)上从一端到另一端进行单线加工(步骤S6)。在该加工中，横梁11的挠曲V以及辊轴13的按压力F伴随基准位移uO的变动而变化。
[0124]运算部33取得应变传感器14a、14b检测出的应变量，基于该应变量以及存储在存储部32中的如图8所示的特性图运算按压力F，将按压力F的运算结果输出给存储部32以及显示部6 (步骤S7)。由此，单线加工时的按压力F被记录在存储部32中，显示在显示部6上。
[0125]然后，在单线加工结束后，运算部33判断记录在存储部32中的单线加工时的按压力F是否小于存储部32中预先存储的允许按压力Ft (步骤S8)。在按压力F小于允许按压力Ft的情况下进入步骤S9，否则进入步骤S13。
[0126]步骤S8中，在按压力F小于允许按压力Ft的情况下(是)，运算部33向警报器7输出警报指令信号(步骤S9)。由此，警报器7发出警报声音。通过该警报声音，能够将单线加工时的按压力F小于允许按压力Ft的情况报知给用户。
[0127]另外，运算部33根据图9所示的特性图运算臂25的位移u的修正量δu，将修正量δ u的运算结果输出给显示部6 (步骤S9)。由此，臂25的位移u的修正量δ u显示在显示部6上。
[0128]具体来说，运算部33基于记录在存储部32中的单线加工时按压力F当中小于允许按压力Ft的最小按压力Fmin、存储在存储部32中的表示按压力与横梁的挠曲的关系的特性图、开始挠曲vs以及基准位移uO的最大变动量δ uO (初始值0.5mm)运算修正量δ u (参照图9) ο
[0129]运算出修正量Su后，最大变动量SuO被变更为SuO+Su。根据该最大变动量δ uO的变更，图9所示的特性图中的开始挠曲vs以及开始按压力Fs被变更。也就是说，开始挠曲vs以及开始按压力Fs随着最大变动量δ uO增加δ u而相应增大。
[0130]然后，将显示在显示部6上的修正量Su从输入装置5输入给计算机3 (步骤S10)。
[0131]运算部33取得来自输入装置5的修正量δ u，控制工具驱动装置2以使得臂25的位移U变为u+ δ U (步骤Sll)。具体来说，运算部33基于输入装置5输入的修正量δ u将使臂25的位移u移动修正量δ u的修正位移指令输出给工具控制部4，通过工具控制部4驱动Z轴驱动装置28，使臂25的位移u变为u+ δ U。
[0132]然后，在将臂25的位移u保持为U+ δ u的状态下驱动Y轴驱动装置23，在与步骤S6相反的方向从另一端到一端再次对同一线加工(步骤S12)。
[0133]再次回到步骤S7，运算部33取得应变传感器14a、14b检测到的应变量，运算按压力F，将按压力F的运算结果输出给存储部32以及显示部6 (步骤S7)。由此，单线再次加工时的按压力F被记录在存储部32中，显示在显示部6上。
[0134]然后，步骤SI I的单线再次加工后，运算部33判断记录在存储部32中的单线再次加工时的按压力F是否小于存储部32中预先存储的允许按压力Ft (步骤S8)。
[0135]步骤S8中按压力F没有小于允许按压力Ft的部分时(否)，驱动X轴驱动装置26，如图5所示，将辊轴13在X轴方向错开预定间距p，将加工方向设置为反方向(步骤S13)。这是进行下一条线的加工准备。在本实施方式中，每当对Y轴方向的单线加工结束后将辊轴13在X轴方向错开间距p，执行向Y轴反方向加工的工序，执行沟槽底部107整体的抛光
加工处理。
[0136]然后，判断辊轴13是否已到达X轴方向的加工结束位置(步骤S14)。如果辊轴13未到达加工结束位置(否)则返回步骤S3，通过重复上述步骤执行下一条线的加工。而如果辊轴13已到达加工结束位置(是)则加工结束。
[0137]另外，加工下一条线时步骤S5中的开始按压力Fs分为两种情况，即加工前一条线时步骤S8中一次都没有判断为“是”而判断为“否”，执行单线加工的情况(没有对前一条线再次加工的情况)，以及至少有一次判断为“是”，执行了单线加工的情况(执行了对前一条线再次加工的情况)，两种情况是不同的。
[0138]没有对前一条线再次加工的情况下，下一条线的加工时的步骤S5中的开始按压力Fs与加工前一条线时的步骤S5中的开始按压力Fs是相同的。
[0139]而执行了对前一条线再次加工的情况下，下一条线的加工时的步骤S5的开始按压力Fs与前一条线的加工中通过步骤S9变更后的开始按压力Fs是相同的。
[0140]如上所述，对于加工对象物中高度以及倾斜角发生变化的加工面，无需测定倾斜角Θ即可不残留按压力不足的部位地进行抛光。
[0141]另外，在上述的步骤S9至Sll中，说明的例子是将运算部33运算的修正量δ u输出给显示部6、将输出给显示部6的修正量δ u通过输入装置5输入给计算机3、运算部33基于输入的修正量S u将修正位移指令输出给工具控制部4并通过工具控制部4控制臂25的位移U，但也可以不将运算部33运算的修正量δ u通过输入装置5输入给计算机3，由运算部33基于该运算结果将修正位移指令输出给工具控制部4，通过工具控制部4控制臂25的位移U。
[0142]还有，上述的例子中，步骤SI至S3、S5、S6、S10、S12至S14的作业采用的是手动操作，但也可以通过计算机控制来实现自动化。
[0143]以下，参照图13对构成本发明的抛光装置的第I实施方式的显示部中显示的加工记录的输出结果进行说明。
[0144]图13是显示本发明的抛光装置的第I实施方式中抛光方法的加工记录的显示部的显示画面图。
[0145]显示部6中，加工时的X轴方向、Y轴方向坐标上的辊轴13的按压力F根据按压力F的大小分为不同颜色显示。所以可以一眼确认出按压力没有不足。
[0146]另外，对于各条加工线，Y轴方向两端的基准位移UO以及挠曲V、再加工数、加工方向、预定间距P、加工速度也被显示。因此，可以根据需要详细调查加工状况。
[0147]如上所述，根据本发明的抛光装置的第I实施方式及使用该装置的抛光方法，基于抛光工具I的应变量运算按压部13在加工对象物15的加工面的法线方向上的按压力F，通过该运算出的按压力F将按压部13按压在加工面上，因此对于加工对象物105中高度以及倾斜角发生变化的加工面能够可靠执行抛光加工处理。其结果是可望延长加工对象物105的寿命。
[0148]另外，根据本实施方式，基于根据应变传感器14a、14b检测到的应变量运算出的按压力F来控制臂25的位移U，因此无需预先将转子固定部105的形状信息输入到工具驱动装置2中。更进一步，对于没有掌握详细形状信息的加工对象物也能够加工。[0149]还有，根据本实施方式，将辊轴13对倾斜角Θ发生变化的加工面的法线方向上的按压力F、加工面的切线方向上的摩擦力f、横梁11的剪切力W、横梁11的轴向力B的平衡关系如图8所示，作为按压力F、横梁11的剪切力W以及横梁11的轴向力B的特性关系来运算，因此无需测定倾斜角Θ便可运算出辊轴13对倾斜角Θ发生变化的加工面的法线方向上的按压力F。
[0150]另外，根据本实施方式，抛光工具I是采取利用横梁的挠曲反作用力按压辊轴13上的横梁方式，因此对于转子固定部105这种具有狭窄内表面形状的加工对象物，能够可靠地执行抛光加工处理。
[0151]进一步地，根据本实施方式，测定的按压力F根据按压力F的大小分为不同颜色显示在显示部6中，因此可以很容易地、并且根据需要实现详细的抛光品质管理。
[0152]第2实施方式
[0153]以下参照图3、图8和图14对本发明的抛光装置的第2实施方式进行说明。
[0154]图14是表示本发明的抛光装置的第2实施方式中执行抛光时的按压力与横梁的挠曲的关系的特性图。图14中，与图1至图13中符号相同的部分为同一部分，省略对其详细说明。
[0155]与第I实施方式将臂25的位移u固定并执行一次抛光后如果发现加工不良则根据测定出的按压力F修正臂25的位移u执行再次抛光的结构不同，本发明的抛光装置的第2实施方式的结构是根据加工中正在测定的按压力F将臂25的位移逐次修正。
[0156]构成本实施方式的计算机3具备:输入输出部(1/0)31 ;存储部32，其预先存储各种特性图以及各种设定值；运算部33，其基于来自应变传感器14a、14b的检测值和特性图运算辊轴13在加工面的法线方向上的按压力F、基于运算出的按压力F和特性图以及设定值运算对横梁11的挠曲V的挠曲修正量δν(参照图3)。
[0157]为了由运算部33运算按压力F，存储部32中存储有表示执行抛光时的按压力、摩擦力、横梁11的剪切力以及横梁11的轴向力的平衡关系的特性图(参照图8)。另外，为了由运算部33运算横梁11的挠曲V的挠曲修正量δ V，还存储有表示按压力与横梁11的挠曲的关系的特性图、允许按压力Ft和该特性图中与允许按压力Ft对应的横梁11的允许挠曲vt、以及为了维持辊轴13的按压力F在允许按压力Ft以上而在特性图中设定的目标按压力Fm以及与该目标按压力Fm对应的挠曲v的控制目标值vm(参照后述的图14)。
[0158]运算部33取得应变传感器14a、14b的检测信号，基于应变传感器14a、14b的检测信号与存储部32中存储的如图8所示的特性图运算辊轴13的按压力F，将该运算结果输出给存储部32以及显示部6。此外，如后所述，基于运算出的按压力F与存储部32中存储的目标按压力Fm逐次运算使得按压力F变为目标按压力Fm的横梁11的挠曲v的挠曲修正量S V，将用于使臂25的位移u移动挠曲修正量δ V的修正位移指令逐次输出给工具控制部4。
[0159]以下，参照图14对加工中运算将臂25的位移u逐次修正的修正量的具体方法进行说明。
[0160]图14是表示本发明的抛光装置的第2实施方式中执行抛光时按压力与横梁的挠曲的关系的特性图，纵轴表示辊轴13的按压力F，横轴表示横梁11的挠曲V。图中的实线A表示选定图8中F/W值为最小的条件下按压力与横梁的挠曲的关系的特性曲线。[0161]图中，允许按压力Ft以及与其对应的允许挠曲vt是为了获得预定的压缩残余应力的设定值。
[0162]另外，控制横梁11的挠曲V时设定距离挠曲V的目标值最大的偏差量为Svmax的情况下，设定了目标按压力Fm以及与该目标按压力Fm对应的挠曲V的控制目标值vm，以便可以维持辊轴13的按压力F在允许按压力Ft以上。
[0163]这些允许按压力Ft、允许挠曲vt、目标按压力Fm以及控制目标值vm与该特性图一起存储在存储部32中。
[0164]为了运算臂25的位移u的修正量，首先从基于应变传感器14a、14b的检测信号和图8所示的特性图运算出的按压力F中减去目标按压力Fm，求出差值SF(=F-Fm)。然后，在图14中求出与差值SF对应的横梁11的挠曲V的挠曲修正量δν。该挠曲修正量δν即为臂25的位移u的修正量。
[0165]由图14可以清楚看出，将臂25的位移u移动挠曲修正量δν时，横梁11的挠曲V变为控制目标值vm。
[0166]另外，图14所不的特性曲线A表不图8所不的特性图中选定F/W为最小的条件下按压力F与挠曲V的关系，由于W与V为比例关系，因此F/v也为最小。所以，由该特性曲线A求出的按压力F是出于安全考虑而较低的值。
[0167]以下，参照图3、图8、图14至图16对采用本发明的抛光装置的第2实施方式的抛光方法进行说明。
[0168]图15是表示本发明的抛光装置的第2实施方式中抛光方法的流程图，图16是表示本发明的抛光装置的第2实施方式中执行抛光时横梁的剪切力与横梁的挠曲的关系的特性图。图15和图16中，与图1至图14中符号相同的部分为同一部分，省略对其详细说明。图15中，设抛光工具的插入方向为X轴方向，转子固定部的沟槽底部的沟槽方向为Y轴方向，抛光工具对转子固定部的按压方向为Z轴方向。
[0169]如图15所示，进行抛光加工之前，先对横梁11施加比预想的加工时横梁11的最大剪切力Wmax更大的剪切力WO (步骤S21)。
[0170]这里，参照图16说明横梁11的最大剪切力Wmax的确定方法。
[0171]图16是表示本发明的抛光装置的第2实施方式中执行抛光时的横梁11的剪切力与横梁11的挠曲之间的关系的特性图，纵轴表示横梁的剪切力W，横轴表示横梁11的挠曲V.图中的实线A是表示假设图8中F/W为最小的B/W=0的条件时的横梁的剪切力与横梁的挠曲的关系的特性曲线。
[0172]假设横梁11的挠曲V相对于上述的控制目标值vm最大偏差为Svmax时,横梁11产生的剪切力即确定为最大剪切力Wmax。
[0173]另外，图16所示的特性曲线A表示的是假设图8中F/W为最小的B/W=0的条件时的横梁的剪切力与横梁的挠曲的关系，所以，由该特性曲线A求出的横梁的最大剪切力Wmax是出于安全考虑而较高的值。
[0174]回到图15，与第I实施方式相同，将图3所示的横梁11在X轴方向上移动，将横梁11的前端部插入转子固定部105间，将辊轴13设置在转子固定部105的沟槽底部107在X轴方向上的加工开始位置(步骤S22)。然后使横梁11在Z轴方向(按压方向)上移动，将辊轴13按压在沟槽底部107 (步骤S23)。将辊轴13按压在沟槽底部107时横梁11发生挠曲，应变传感器14a、14b检测其应变量，将该应变量输出给运算部33。
[0175]运算部33与第I实施方式相同，取得应变传感器14a、14b检测出的应变量，基于该应变量以及存储在存储部32中的图8所示的特性图运算按压力F，将按压力F的运算结果输出给显示部6 (步骤S24)。由此,按压力F显示在显示部6上。
[0176]设置臂25在Z轴方向上的位移U，使得辊轴13的按压力为预定的目标按压力Fm(步骤S5)。目标按压力Fm如上所述，设定为即使横梁11的挠曲v从控制目标值vm最大偏差了 δ vmax时仍能将辊轴13的按压力F维持为允许按压力Ft以上。
[0177]使辊轴13在沟槽底部107的Y轴方向(沟槽方向)上移动并加工(步骤S26)。该加工中，横梁11的挠曲V以及辊轴13的按压力F伴随基准位移uO的变动而变化。
[0178]运算部33与第I实施方式相同，取得应变传感器14a、14b检测出的应变量，基于该应变量以及存储在存储部32中的图8所示的特性图运算按压力F，将按压力F的运算结果输出给存储部32以及显示部6 (步骤S27)。由此，按压力F被记录在存储部32中，显示在显示部6上。
[0179]运算部33在该加工中根据按压力F和图14所示的特性图运算横梁11的挠曲V的挠曲修正量δν (步骤S28)。具体来说，运算部33对运算出的按压力F与存储部32中存储的目标按压力Fm的差值δ F (=F-Fm)进行运算，基于该差值δ F和存储在存储部32中的表示横梁的挠曲的关系的特性图运算横梁11的挠曲V的挠曲修正量δν(参照图14)。
[0180]运算出修正量δ V后，运算部33控制工具驱动装置2以使臂25的位移u变为u+δν(步骤S29)。具体来说，运算部33基于运算结果的挠曲修正量δν将使臂25的位移u移动挠曲修正量δ V的修正位移指令输出给工具控制部4，通过工具控制部4驱动Z轴驱动装置28，使臂25的位移u变为u+ δ V。
[0181]然后，判断辊轴13是否已到达Y轴方向的加工端部(步骤S30)。如果辊轴13未到达Y轴方向的加工端部，则返回步骤S27，否则进入步骤S31。
[0182]步骤S30中，如果辊轴13未到达Y轴方向的加工端部(否)，则返回步骤S27，重复上述步骤，由此继续向Y轴方向上加工，直至到达Y轴方向的加工端部。
[0183]这样，运算部33在单线加工中，基于应变传感器14a、14b检测出的应变量逐次运算按压力F，基于按压力F的运算结果运算横梁11的挠曲V的挠曲修正量δ V，基于挠曲修正量δ V逐次控制使臂25的位移u变为u+ δ V。由此，臂25的位移u被逐次修正，使得辊轴13的按压力F保持目标按压力Fm。也就是说，在以按压力F保持目标按压力Fm为目标进行反馈控制的状态下进行Y轴方向的加工。
[0184]另外，步骤S30中，如果辊轴13已到达Y轴方向的加工端部(是)，则将辊轴13在X轴方向错开预定间距P，将加工方向设置为反方向(步骤S31)。这是进行下一条线的加工准备。在本实施方式中，每当对Y轴方向的单线加工结束后，即将辊轴13在X轴方向错开间距P，执行向Y轴反方向加工的工序，执行沟槽底部107整体的抛光加工处理。
[0185]然后，判断辊轴13是否已到达X轴方向的加工结束位置(步骤S32)。如果辊轴13未到达加工结束位置(否)，则返回步骤S23，重复上述步骤，由此执行下一条线的加工。而如果辊轴13已到达加工结束位置(是)，则加工结束。
[0186]还有，上述的例子中，步骤S21至S23、S25、S26、S31、S32的作业采用的是手动操作，也可以通过计算机控制来实现自动化。[0187]如上所述，根据本发明的抛光装置及使用该抛光装置的抛光方法的第2实施方式，可以获得与上述第I实施方式相同的效果。
[0188]另外，根据本实施方式，由于将臂25的位移u逐次修正，使得单线加工中的辊轴13的按压力F保持目标按压力Fm，因此省去了由于辊轴13的按压力F不足导致再次加工的步骤，能够缩短加工时间。进一步地，同时还能防止辊轴13对加工对象物105过度按压，防止由于加工造成加工对象物105发生损伤。
[0189]第3实施方式
[0190]以下，参照图17至图19对本发明的抛光装置的第3实施方式进行说明。
[0191]图17是本发明的抛光装置的第3实施方式的说明图，表示的是执行抛光时在倾斜的加工面上出现的按压力以及摩擦力与轴向力轴上出现的剪切力以及轴向力的关系，图18是表示本发明的抛光装置的第3实施方式中对于涡轮叶片的叶片固定部抛光的说明图，图19是表示本发明的抛光装置的第3实施方式中执行抛光时的按压力、摩擦力、轴的剪切力以及轴的轴向力的平衡关系的特性图。图17至图19中，与图1至图16中符号相同的部分为同一部分，省略对其详细说明。
[0192]与构成第I实施方式的抛光工具I利用横梁的挠曲反作用力将工具前端部按压在加工对象物上的结构不同，图17所示的本发明的抛光装置的第3实施方式的结构是抛光工具50利用轴向力将工具前端部按压在加工对象物上。
[0193]抛光工具50具备:轴向力轴51 ;固定部52，其设在轴向力轴51的长度方向的一端侧；辊轴53，其设在轴向力轴51的长度方向的前端面上，作为按压加工对象物的加工面的按压部；位移吸收弹簧机构54，其内置于轴向力轴51中。抛光工具50的结构为利用轴向力轴51的轴向力将辊轴53按压在加工面上。
[0194]棍轴53能够绕着与轴向力轴51的长度方向垂直的轴线方向旋转。
[0195]位移吸收弹簧机构54具有利用位移吸收弹簧机构54内部的弹簧55吸收加工中加工面的高度变化，防止轴向力轴51的按压力F过度变化，使按压力F稳定的功能。
[0196]在轴向力轴51的长度方向的中央部分的上下面(轴向力轴51的执行抛光时的剪切方向上的两端部)分别设置有应变传感器56a、56b。
[0197]本实施方式中，如图18所示，能够对涡轮叶片103的叶片固定部106等可以在与按压方向相同的方向上插入抛光工具50的加工对象物进行抛光。
[0198]以下，参照图17和图19对根据应变传感器56a、56b的测定值运算辊轴53的按压力F的具体方法进行说明。
[0199]本实施方式中，由于按压方式从构成第I实施方式的横梁11的挠曲反作用力变成了轴向力轴51的轴向力，因此根据应变传感器56a、56b的测定值求按压力F的关系式与第I实施方式有以下区别。
[0200]轴向力轴力Bs、轴剪切力Ws根据应变传感器56a、56b分别测定的应变ε a、ε b,利用以下式(8)、(9)求得。
[0201]Bs= ( ε a+ ε b)/2.Es.As......⑶
[0202]Ws= ( ε a_ ε b)/2.Es.Zs/Ls......(9)
[0203]这里，Es为轴向力轴51的杨氏模量，Zs为轴向力轴51的截面系数、As为轴向力轴51的横截面积、Ls为从辊轴53的前端到应变传感器56a、56b的距离。[0204]在轴向力轴51的前端部，辊轴53在加工面法线方向上的按压力F、加工面切线方向上的摩擦力f、轴向力轴力Bs、轴剪切力Ws互相平衡。设加工面的倾斜角为Θ (绝对值)，则根据上下、左右的受力平衡，如下的式(10)至(12)成立。
[0205]Fcos Θ +fsin Θ =Bs......(10)
[0206]Fsin Θ -fcos Θ =Ws......(11)
[0207]f=min { μ F，Ftan θ }......(12)
[0208]这里，μ表示摩擦系数。
[0209]加工面的倾斜角Θ较小时，按压力F与摩擦力f在上下方向的力成分平衡，轴剪切力Ws为O。这时，辊轴53在加工面上没有滑动，受力处于平衡状态，因此yFWtane，摩擦力f为Ftan Θ。
[0210]而加工面的倾斜角Θ较大时，以按压力F与摩擦力f无法在上下方向获得受力平衡，辊轴53在加工面上滑动，因此产生轴剪切力Ws。这时，由于辊轴53是在加工面上滑动的状态，因此μ F〈Ftan θ，摩擦力f为μ F。
[0211]式(10)至(12)的关系可以表示为图19所示的特性图。图19中，纵轴表示辊轴53的按压力与轴的轴向力的比F/Bs、横轴表示轴剪切力与轴的轴向力的比Ws/B。图19中的实线A表示摩擦系数μ为0.15的情况下的特性曲线，虚线B表示摩擦系数μ为0.3的情况下的特性曲线，点线C表示摩擦系数μ为0.6的情况下的特性曲线。这里，摩擦系数μ是根据其他试验的测定结果选择合适的值。
[0212]根据应变传感器56a、56b的测定值可以使用式⑶和(9)求出轴的轴向力Bs以及轴剪切力Ws，因此在图19所示的特性图中使用根据摩擦系数μ的试验结果选择的特性图，根据由求出的轴的轴向力Bs以及轴剪切力Ws确定的横轴的Ws/Bs值求出对应的纵轴的F/Bs的值。根据该F/Bs的值可以求出按压力F。
[0213]然而，当轴剪切力Ws为O时，纵轴的F/Bs的值并非唯一确定，因此出于安全考虑，选取预计得较低的曲线上的值(图19中的曲线)。这时纵轴上F/Bs值的误差在摩擦系数为0.6的情况下也最大为14%。
[0214]本实施方式中，对于叶片固定部106等加工面的倾斜角Θ发生变化的加工对象物进行抛光时，无需预先测定该倾斜角Θ便可求出按压力F。
[0215]关于本实施方式的抛光方法的步骤，可以利用第I及第2实施方式中使用的抛光方法。这时，与第I及第2实施方式中利用横梁的挠曲反作用力按压的结构不同，本实施方式的结构是利用轴向力轴51的轴向力按压，因此与抛光工具的按压方向的变化相对应，将横梁11的剪切力W更换为轴的轴向力Bs即可。
[0216]如上所述，根据本发明的抛光装置的第3实施方式，由于采用的是利用轴向力轴51的轴向力按压的方式，因此对于涡轮叶片103的叶片固定部106等可以在与按压方向相同的方向上插入抛光工具的加工对象物中高度以及倾斜角发生变化的加工面，能够可靠执行抛光加工处理。
[0217]其他
[0218]此外，在第I实施方式中，以转子盘102的固定部105作为加工对象物的例子进行了说明，但也可以适用于涡轮叶片103的叶片固定部106。
[0219]另外，在第I实施方式至第3实施方式中，以转子盘102的固定部105和涡轮叶片103的叶片固定部106为例进行了说明，但也可以适用于加工面的高度以及倾斜角发生变化的加工对象物上。例如，对于旨在汽车配件的轴承座这种具有R角部分的机器的强度改善的加工等也有效。
[0220]还有，在第I实施方式至第3实施方式中，作为按压部以辊轴为例进行了说明，而按压部只要能够对加工对象物形成压缩残余应力层即可，例如也可以使用球体。
[0221]另外，在第I实施方式至第3实施方式中的工具驱动装置2，只要是至少能够控制XYZ轴这3条轴的结构即可。
[0222]还有，本发明并不局限于上述的实施方式，还包含各种各样的变形例。上述的实施方式为了简明易懂地说明本发明而详细地进行了说明，而并不局限于具备所说明的全部结构。例如，可以将某种实施方式的结构的一部分替换成其他实施方式的结构，还可以在某种实施方式的结构上添加其他实施方式的结构。对于各实施方式的结构的一部分，也可以进行其他结构的添加、删除、替换。
[0223]另外，上述的各结构、功能、处理部、处理手段等，例如可以通过用集成电路进行设计来用硬件实现其中的一部分或者全部。另外，上述的各结构、功能等，也可以通过由处理器解释、执行实现各种功能的程序来以软件实现。实现各功能的程序、表格、文件等信息可以存放在存储部或硬盘、固态硬盘(Solid State Drive, SSD)等记录装置，或者IC卡、SD卡、DVD等记录介质中。
[0224]此外，表示了说明上必要的控制线和信息线，未必局限于表示产品中全部的控制线和信息线。实际上，可以认为几乎所有的结构都是互相连接的。
【权利要求】
1.一种抛光装置，其特征在于，具备: 抛光工具，其具有对加工对象物上高度及倾斜角发生变化的加工面进行旋转按压的按压部； 工具驱动装置，其使所述抛光工具移动； 应变传感器，其检测所述抛光工具的应变量；以及 计算机，其基于所述应变传感器检测出的应变量运算所述按压部在所述加工对象物的加工面的法线方向上的按压力，基于所述运算出的按压力和预先存储的按压力运算所述工具驱动装置的按压方向的位移的修正量，将该修正量输出给工具驱动装置。
2.如权利要求1所述的抛光装置，其特征在于， 所述计算机具备: 存储部，其预先存储表示执行抛光时所述按压部的所述按压力、所述加工对象物的加工面的切线方向上的摩擦力、所述抛光工具的剪切力以及所述抛光工具的轴向力的平衡关系的特性图，以及表示能够形成预定的压缩残余应力的允许按压力、所述按压部的所述按压力与所述抛光工具的挠曲的关系的特性图； 运算部，其基于所述应变量与表示所述平衡关系的特性图运算所述按压力，比较所述运算出的按压力与所述允许按压力，如果所述运算出的按压力小于所述允许按压力，则基于表示所述按压部的所述按压力与所述抛光工具的挠曲的关系的所述特性图、以及小于所述允许按压力的最小所述按压力运算所述修正量，将所述修正量输出给工具驱动装置。
3.如权利要求1所述的抛光装置，其特征在于， 所述计算机具备:` 存储部，其预先存储表示执行抛光时所述按压部的所述按压力、所述加工对象物的加工面的切线方向上的摩擦力、所述抛光工具的剪切力以及所述抛光工具的轴向力的平衡关系的特性图，以及表示能够形成预定的压缩残余应力的允许按压力、所述按压部的所述按压力与所述抛光工具的挠曲的关系的特性图，以及用于将所述按压部的所述按压力维持在所述允许按压力以上的目标按压力； 运算部，其基于所述应变量与表示所述平衡关系的特性图运算所述按压力，基于表示所述按压部的所述按压力与所述抛光工具的挠曲的关系的所述特性图、所述运算出的按压力以及所述目标按压力运算所述修正量，将所述修正量输出给工具驱动装置。
4.如权利要求2或3所述的抛光装置，其特征在于， 所述抛光工具具备: 能够插入所述加工对象物的狭窄部分内的横梁；以及设在所述横梁的前端侧，能够绕着与所述横梁的长度方向平行的轴线方向旋转的按压部。
5.如权利要求2或3所述的抛光装置，其特征在于， 所述抛光工具具备: 轴向力轴；以及设在所述轴向力轴的前端侧，能够绕着与所述轴向力轴的长度方向垂直的轴线方向旋转的按压部。
6.如权利要求1所述的抛光装置，其特征在于， 在下次加工时，以基于所述运算出的修正量修正对所述加工对象物的所述加工面的按压方向的位移的方式驱动所述工具驱动装置。
7.如权利要求1所述的抛光装置，其特征在于， 所述计算机将控制指令信号输出给所述工具驱动装置，使得所述运算出的按压力与所述预先存储的按压力一致。
8.一种使用抛光装置的抛光方法，所述抛光装置具备: 抛光工具，其具有对加工对象物上高度及倾斜角发生变化的加工面进行旋转按压的按压部； 工具驱动装置，其使所述抛光工具移动； 应变传感器，其检测所述抛光工具的应变量；以及 计算机，其基于所述应变传感器检测出的应变量运算所述按压部在所述加工对象物的加工面的法线方向上的按压力，基于所述的运算出的按压力和预先存储的按压力运算所述工具驱动装置的按压方向上的位移的修正量，将该修正量输出给工具驱动装置， 所述抛光方法的特征在于，具备: 以使所述按压部对所述加工对象物的所述按压力为预定的按压力的方式，使所述按压部在所述加工对象物的所述加工面上按压移动的工序； 使所述按压部向所述加工对象物的所述加工面的加工方向旋转移动的工序； 基于所述按压部向所述加工方向旋转按压过程中由所述应变传感器检测出的应变量，运算所述按压部的所述按压力的工序； 基于所述运算出的按压力和所述预先存储的按压力运算所述修正量的工序；以及 以基于所述运算出的修正量修正所述工具驱动装置的按压方向的位移的方式控制所述工具驱动装置的工序。
9.如权利要求8所述的抛光方法，其特征在于， 当所述运算出的按压力小于所述预先存储的按压力时执行所述运算修正量的工序。
10.如权利要求8所述的抛光方法，其特征在于， 在使所述按压部向所述加工方向旋转移动的工序中，逐次执行修正所述工具驱动装置的按压方向的位移的工序。
【文档编号】B24B39/00GK103862368SQ201310574451
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2013年11月15日 优先权日:2012年12月18日
【发明者】平野敦也, 志志目佳子, 工藤健, 三个月和人, 佐藤广树, 依田秀夫 申请人:株式会社日立制作所